KR20230000979A - 광학 적층체, 시야각 제어 시스템 및 화상 표시 장치 - Google Patents

광학 적층체, 시야각 제어 시스템 및 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20230000979A
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와타루 호시노
나오요시 야마다
신이치 요시나리
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후지필름 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 콘트라스트 및 선명성이 우수한 화상을 시인할 수 있는 시야각 제어 시스템에 이용되는 광학 적층체, 시야각 제어 시스템 및 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 광학 적층체는, 액정성 화합물 및 이색성 물질을 함유하는 액정 조성물로 형성되는 광흡수 이방성층과, 광흡수 이방성층의 일방의 면에 접하여 배치되는 제1 인접층과, 광흡수 이방성층에 있어서의 일방의 면과는 반대 측의 면에 접하여 배치되는 제2 인접층을 갖는 광학 적층체로서, 이색성 물질의 함유량이 액정 조성물의 전고형분 질량에 대하여 7.0질량% 이상이며, 광흡수 이방성층의 투과율 중심축과 광흡수 이방성층 표면의 법선 방향이 이루는 각도 θs가 5~60°이고, 제1 인접층의 굴절률 n1 및 제2 인접층의 굴절률 n2가 모두 1.46~1.72이다.

Description

광학 적층체, 시야각 제어 시스템 및 화상 표시 장치{OPTICAL LAMINATE, VIEWING ANGLE CONTROL SYSTEM, IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 광학 적층체, 시야각 제어 시스템 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
화상 표시 장치의 엿보기 방지나 시각 제어를 위하여, 두께 방향으로 흡수축을 갖는 광흡수 이방성층을 병용하는 기술이 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 이색성(二色性) 물질을 함유하고, 흡수축과 필름면의 법선(法線)이 이루는 각이 0°~45°인 편광자(광흡수 이방성층)를 갖는 시각 제어 시스템이 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2009-145776호
그런데, 시각 제어 시스템에 관하여, 예를 들면, 차재 용도에 있어서는, 드라이버 또는 조수석의 인원으로부터의 방향, 즉, 화면을 정확하게 재빠르게 시인(視認)하여 정보를 얻고자 하는 방향으로부터는 화면이 보이기 어렵고, 한편, 창유리로부터의 방향, 즉, 글레어를 없게 하고자 하는 방향으로부터는 화면이 약간 보여 버리는 경우가 있다.
이와 같이, 특정 방향으로 광을 투과시키는 용도에서는, 그 각도 제어가 중요해져, 특정 방향 이외의 각도에 대한 광의 투과를 차단하기 위하여, 광흡수 이방성층에 충분한 흡수를 갖게 하는 것도 중요해진다.
본 발명자들은, 특허문헌 1에 기재된 시야각 제어 시스템을 참고로 하여, 광흡수 이방성층에 충분한 흡수를 갖게 하기 위하여, 이색성 물질의 농도가 높은 광흡수 이방성층을 이용한 결과, 화상을 보이도록 하고자 하는 방향(원하는 방향)으로부터 관찰했을 때의 화상의 콘트라스트는 양호해지지만, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때의 화상의 선명성에 대해서는 개선의 여지가 있는 것을 명확하게 했다.
따라서, 본 발명은, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 콘트라스트 및 선명성이 우수한 화상을 시인할 수 있는 시야각 제어 시스템에 이용되는 광학 적층체, 시야각 제어 시스템 및 화상 표시 장치의 제공을 과제로 한다.
본 발명자들은, 이하의 구성에 의하여 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아냈다.
[1]
액정성 화합물 및 이색성 물질을 함유하는 액정 조성물로 형성되는 광흡수 이방성층과,
상기 광흡수 이방성층의 일방의 면에 접하여 배치되는 제1 인접층과,
상기 광흡수 이방성층에 있어서의 상기 일방의 면과는 반대 측의 면에 접하여 배치되는 제2 인접층을 갖는 광학 적층체로서,
상기 이색성 물질의 함유량이, 상기 액정 조성물의 전고형분 질량에 대하여 7.0질량% 이상이며,
상기 광흡수 이방성층의 투과율 중심축과, 상기 광흡수 이방성층 표면의 법선 방향이 이루는 각도 θs가 5~60°이고,
상기 제1 인접층의 굴절률 n1 및 상기 제2 인접층의 굴절률 n2가 모두, 1.46~1.72인, 광학 적층체.
[2]
상기 각도 θs와, 상기 굴절률 n1 및 상기 굴절률 n2의 관계가, 하기 식 (N1) 및 하기 식 (N2)를 충족시키는, [1]에 기재된 광학 적층체.
0.037≤n1/θs≤0.083 (N1)
0.037≤n2/θs≤0.083 (N2)
[3]
상기 이색성 물질의 함유량이, 상기 액정 조성물의 전고형분 질량에 대하여 10.0질량% 이상인, [1] 또는 [2]에 기재된 광학 적층체.
[4]
상기 굴절률 n1 및 상기 굴절률 n2 중 적어도 일방이, 1.50~1.65인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.
[5]
상기 굴절률 n1 및 상기 굴절률 n2가 모두, 1.50~1.65인, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.
[6]
상기 굴절률 n1과 상기 굴절률 n2의 차의 절댓값이, 0.21 이하인, [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.
[7]
상기 제1 인접층 및 상기 제2 인접층 중 적어도 일방이, 폴리바이닐알코올, 폴리이미드, 또는, 이들의 유도체를 포함하는, [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체.
[8]
면내 방향으로 흡수축을 갖는 편광자와, [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 광학 적층체를 갖는, 시야각 제어 시스템.
[9]
표시 소자와, [8]에 기재된 시야각 제어 시스템을 갖고,
상기 시야각 제어 시스템이, 상기 표시 소자의 적어도 일방의 주면(主面)에 배치되어 있는, 화상 표시 장치.
[10]
상기 시야각 제어 시스템이 갖는 광학 적층체가, 상기 시야각 제어 시스템이 갖는 편광자보다 시인 측에 배치되어 있는, [9]에 기재된 화상 표시 장치.
본 발명에 의하면, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 콘트라스트 및 선명성이 우수한 화상을 시인할 수 있는 시야각 제어 시스템에 이용되는 광학 적층체, 시야각 제어 시스템 및 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 경사 배향된 이색성 물질을 함유하는 광흡수 이방성층에 편광이 입사되었을 때의 광의 굴절 상태를 설명하는 모식도이다.
도 2는 경사 배향된 이색성 물질을 함유하는 광흡수 이방성층에 편광이 입사되었을 때의 광의 굴절 상태를 설명하는 모식도이다.
도 3은 경사 배향된 이색성 물질을 함유하는 광흡수 이방성층에 편광이 입사되었을 때의 광의 굴절 상태를 설명하는 모식도이다.
도 4는 경사 배향된 이색성 물질을 함유하는 광흡수 이방성층에 편광이 입사되었을 때의 광의 굴절 상태를 설명하는 모식도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시양태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시양태에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다. 본 명세서에 단계적으로 기재되어 있는 수치 범위에 있어서, 소정 수치 범위에서 기재된 상한값 또는 하한값은, 다른 단계적인 기재의 수치 범위의 상한값 또는 하한값으로 치환해도 된다. 또, 본 명세서에 기재되어 있는 수치 범위에 있어서, 소정 수치 범위에서 기재된 상한값 또는 하한값은, 실시예에 나타나 있는 값으로 치환해도 된다.
또, 본 명세서에 있어서, 평행 및 직교란, 각각 엄밀한 의미에서의 평행 및 직교를 의미하는 것이 아니라, 각각, 평행±5°의 범위, 및, 직교±5°의 범위를 의미한다.
또, 본 명세서에 있어서, 액정 조성물 및 액정성 화합물은, 모두, 경화 등에 의하여, 이미 액정성을 나타내지 않게 된 것도 개념으로서 포함된다.
또, 본 명세서에 있어서, 각 성분은, 각 성분에 해당하는 물질을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 여기에서, 각 성분에 대하여 2종 이상의 물질을 병용하는 경우, 그 성분에 대한 함유량이란, 특별한 설명이 없는 한, 병용한 물질의 합계의 함유량을 가리킨다.
또, 본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴레이트"는, "아크릴레이트" 또는 "메타크릴레이트"를 나타내는 표기이며, "(메트)아크릴"은, "아크릴" 또는 "메타크릴"을 나타내는 표기이고, "(메트)아크릴로일"은, "아크릴로일" 또는 "메타크릴로일"을 나타내는 표기이다.
본 명세서에 있어서, 2 이상의 바람직한 양태의 조합은, 보다 바람직한 양태이다.
[치환기 W]
본 명세서에서 이용되는 치환기 W는, 이하의 기를 나타낸다.
치환기 W로서는, 예를 들면, 할로젠 원자, 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 1~20의 할로젠화 알킬기, 탄소수 1~20의 사이클로알킬기, 탄소수 1~10의 알킬카보닐기, 탄소수 1~10의 알킬옥시카보닐기, 탄소수 1~10의 알킬카보닐옥시기, 탄소수 1~10의 알킬아미노기, 알킬아미노카보닐기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 탄소수 1~20의 알켄일기, 탄소수 1~20의 알카인일기, 탄소수 1~20의 아릴기, 복소환기(헤테로환기라고 해도 된다), 사이아노기, 하이드록시기, 나이트로기, 카복시기, 아릴옥시기, 실릴옥시기, 헤테로환 옥시기, 아실옥시기, 카바모일옥시기, 알콕시카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐옥시기, 아미노기(아닐리노기를 포함한다), 암모니오기, 아실아미노기, 아미노카보닐아미노기, 알콕시카보닐아미노기, 아릴옥시카보닐아미노기, 설파모일아미노기, 알킬 또는 아릴설폰일아미노기, 머캅토기, 알킬싸이오기, 아릴싸이오기, 헤테로환 싸이오기, 설파모일기, 설포기, 알킬 또는 아릴설핀일기, 알킬 또는 아릴설폰일기, 아실기, 아릴옥시카보닐기, 알콕시카보닐기, 카바모일기, 아릴 또는 헤테로환 아조기, 이미드기, 포스피노기, 포스핀일기, 포스핀일옥시기, 포스핀일아미노기, 포스포노기, 실릴기, 하이드라지노기, 유레이도기, 보론산기(-B(OH)2), 포스페이토기(-OPO(OH)2), 설페이토기(-OSO3H), 그 외의 공지의 치환기 등을 들 수 있다.
또한, 치환기의 상세에 대해서는, 일본 공개특허공보 2007-234651호의 단락 [0023]에 기재된다.
또, 치환기 W는, 하기 식 (W1)로 나타나는 기여도 된다.
[화학식 1]
Figure pat00001
식 (W1) 중, LW는 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고, SPW는 2가의 스페이서기를 나타내며, Q는 후술하는 식 (LC)에 있어서의 Q1 또는 Q2를 나타내고, *는 결합 위치를 나타낸다.
LW가 나타내는 2가의 연결기로서는, -O-, -(CH2)g-, -(CF2)g-, -Si(CH3)2-, -(Si(CH3)2O)g-, -(OSi(CH3)2)g-(g는 1~10의 정수를 나타낸다.), -N(Z)-, -C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=N-, -N=C(Z)-, -C(Z)2-C(Z')2-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -O-C(O)O-, -N(Z)C(O)-, -C(O)N(Z)-, -C(Z)=C(Z')-C(O)O-, -O-C(O)-C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=N-, -N=C(Z)-, -C(Z)=C(Z')-C(O)N(Z")-, -N(Z")-C(O)-C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=C(Z')-C(O)-S-, -S-C(O)-C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=N-N=C(Z')-(Z, Z', Z"는 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1~4의 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 사이아노기, 또는, 할로젠 원자를 나타낸다.), -C≡C-, -N=N-, -S-, -S(O)-, -S(O)(O)-, -(O)S(O)O-, -O(O)S(O)O-, -SC(O)-, 및, -C(O)S- 등을 들 수 있다. LW는, 이들 기를 2개 이상 조합한 기여도 된다(이하 "L-C"라고도 생략한다).
SPW가 나타내는 2가의 스페이서기로서는, 탄소수 1~50의 직쇄, 분기 혹은 환상의 알킬렌기, 또는, 탄소수 1~20 복소환기를 들 수 있다.
상기 알킬렌기, 복소환기의 탄소 원자는, -O-, -Si(CH3)2-, -(Si(CH3)2O)g-, -(OSi(CH3)2)g-(g는 1~10의 정수를 나타낸다.), -N(Z)-, -C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=N-, -N=C(Z)-, -C(Z)2-C(Z')2-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -O-C(O)O-, -N(Z)C(O)-, -C(O)N(Z)-, -C(Z)=C(Z')-C(O)O-, -O-C(O)-C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=N-, -N=C(Z)-, -C(Z)=C(Z')-C(O)N(Z")-, -N(Z")-C(O)-C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=C(Z')-C(O)-S-, -S-C(O)-C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=N-N=C(Z')-(Z, Z', Z"는 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1~4의 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 사이아노기, 또는, 할로젠 원자를 나타낸다.), -C≡C-, -N=N-, -S-, -C(S)-, -S(O)-, -SO2-, -(O)S(O)O-, -O(O)S(O)O-, -SC(O)-, 및, -C(O)S-, 이들 기를 2개 이상 조합한 기로 치환되어 있어도 된다(이하 "SP-C"라고도 생략한다).
상기 알킬렌기의 수소 원자, 및, 복소환기의 수소 원자는, 할로젠 원자, 사이아노기, -ZH, -OH, -OZH, -COOH, -C(O)ZH, -C(O)OZH, -OC(O)ZH, -OC(O)OZH, -NZHZH', -NZHC(O)ZH', -NZHC(O)OZH', -C(O)NZHZH', -OC(O)NZHZH', -NZHC(O)NZH'OZH'', -SH, -SZH, -C(S)ZH, -C(O)SZH, -SC(O)ZH로 치환되어 있어도 된다(이하, "SP-H"라고도 생략한다). 여기에서, ZH, ZH'는 탄소수 1~10의 알킬기, 할로젠화 알킬기, -L-CL(L은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. 2가의 연결기의 구체예는, 상술한 LW 및 SPW와 동일하다. CL은 가교성기를 나타내고, 후술하는 식 (LC)에 있어서의 Q1 또는 Q2로 나타나는 기를 들 수 있으며, 후술하는 식 (P-1)~(P-30)으로 나타나는 가교성기가 바람직하다.)을 나타낸다.
[광학 적층체]
본 발명의 광학 적층체는, 액정성 화합물 및 이색성 물질을 함유하는 액정 조성물로 형성되는 광흡수 이방성층과, 상기 광흡수 이방성층의 일방의 면에 접하여 배치되는 제1 인접층과, 상기 광흡수 이방성층에 있어서의 상기 일방의 면과는 반대 측의 면에 접하여 배치되는 제2 인접층을 갖는 광학 적층체이다.
또, 본 발명의 광학 적층체는, 상기 이색성 물질의 함유량이, 상기 액정 조성물의 전고형분 질량에 대하여 7.0질량% 이상이다.
또, 본 발명의 광학 적층체는, 상기 광흡수 이방성층의 투과율 중심축과, 상기 광흡수 이방성층 표면의 법선 방향이 이루는 각도 θs(이하, "투과율 중심축 각도 θs"라고도 약기한다.)가 5~60°이다.
또, 본 발명의 광학 적층체는, 상기 제1 인접층의 굴절률 n1 및 상기 제2 인접층의 굴절률 n2가 모두, 1.46~1.72이다.
여기에서, 투과율 중심축이란, 광흡수 이방성층 표면의 법선 방향에 대한 기울기 각도(극각(極角))와 기울기 방향(방위각)을 변화시켜 투과율을 측정했을 때에, 가장 높은 투과율을 나타내는 방향을 의미한다.
구체적으로는, AxoScan OPMF-1(옵토 사이언스사제)을 이용하여, 파장 550nm에 있어서의 뮬러 매트릭스를 실측한다. 보다 구체적으로는, 측정 시에는, 투과율 중심축이 기울어져 있는 방위각을 먼저 찾고, 다음으로, 그 방위각을 따른 광흡수 이방성층의 법선 방향을 포함하는 면(투과율 중심축을 포함하고, 층 표면에 직교하는 평면) 내에서, 광흡수 이방성층 표면의 법선 방향에 대한 각도인 극각을 -70~70°까지 1°마다 변경하면서, 파장 550nm의 뮬러 매트릭스를 실측하여, 광흡수 이방성층의 투과율을 도출한다. 이 결과, 가장 투과율이 높은 방향을 투과율 중심축으로 한다.
또한, 투과율 중심축은, 광흡수 이방성층에 포함되는 이색성 물질의 흡수축의 방향(분자의 장축 방향)을 의미하고 있다.
본 발명의 광학 적층체를 이용하면, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 콘트라스트 및 선명성이 우수한 화상을 시인할 수 있는 시야각 제어 시스템을 제작할 수 있다. 이 이유의 상세는 명확하지 않지만, 대략 이하와 같이 추정하고 있다.
먼저, 본 발명에 있어서의 광흡수 이방성층에 있어서는, 액정성 화합물 및 이색성 물질을 경사 배향시킴으로써, 투과율 중심축 각도 θs를 조정하고 있다.
그리고, 본 발명에 있어서의 광흡수 이방성층은, 이색성 물질의 함유량이 높기 때문에, 충분한 흡수가 발현된다고 생각된다. 이로써, 원하는 방향 이외의 방향으로의 광의 투과를 억제할 수 있는 결과, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때의 화상의 콘트라스트가 양호해졌다고 추측된다.
여기에서, 이색성 물질의 함유량이 높은 광흡수 이방성층에 있어서, 굴절률이 높은 이색성 물질이 경사 배향되어 있기 때문에, 방향에 따라 굴절률이나 투과율이 크게 상이하다고 생각된다. 이 이유에 대하여, 도 1~도 4를 참조하면서 설명한다.
도 1~도 4는, 경사 배향된 이색성 물질을 함유하는 광흡수 이방성층에 편광이 입사되었을 때의 광의 굴절 상태를 설명하는 모식도이다.
구체적으로는, 도 1은, 편광 A(이색성 물질(10)의 흡수축을 면내에 정투사(正投射)한 축과 평행한 진동 방향의 광)가 이색성 물질(10)의 경사 방향을 따라 광흡수 이방성층(1)으로 입사되는 경우를 나타내고 있다. 또, 도 2는, 편광 B(이색성 물질(10)의 흡수축을 면내에 정투사한 축과 교차하는 진동 방향의 광)가 이색성 물질(10)의 경사 방향을 따라 광흡수 이방성층(1)으로 입사되는 경우를 나타내고 있다. 또, 도 3은, 편광 C(이색성 물질(10)의 흡수축을 면내에 정투사한 축과 평행한 진동 방향의 광)가 이색성 물질(10)의 경사 방향과 교차하는 방향을 따라 광흡수 이방성층(1)으로 입사되는 경우를 나타내고 있다. 또, 도 4는, 편광 D(이색성 물질(10)의 흡수축을 면내에 정투사한 축과 교차하는 진동 방향의 광)가 이색성 물질(10)의 경사 방향과 교차하는 방향을 따라 광흡수 이방성층(1)으로 입사되는 경우를 나타내고 있다.
도 1~도 4의 사이에서 입사된 광의 굴절 및 흡수의 정도를 비교한 경우, 도 1에서는 광의 굴절 및 흡수가 모두 중간 정도이며, 도 2에서는 광의 굴절 및 흡수가 모두 작고, 도 3의 예에서는 광의 굴절 및 흡수가 모두 크며, 도 4의 예에서는 광의 굴절 및 흡수가 모두 작아진다고 생각된다.
이와 같이, 굴절률이 높은 이색성 물질을 고농도로 함유하고, 또한, 이색성 물질이 경사 배향되어 있는 광흡수 이방성층에서는, 광의 입사 방향 및 편광 상태에 따라 굴절률이 크게 상이하다. 여기에서, 광의 굴절은 광흡수 이방성층과 인접층의 계면에서 일어나지만, 인접층의 굴절률을 상술한 범위로 함으로써, 의도하지 않은 방향으로의 광의 굴절 및 투과가 억제된 결과, 화상의 선명성이 향상되었다고 추측하고 있다.
〔광흡수 이방성층〕
본 발명의 광학 적층체가 갖는 광흡수 이방성층은, 액정성 화합물 및 이색성 물질을 함유하는 액정 조성물로 형성되는 광흡수 이방성층이다.
광흡수 이방성층의 투과율 중심축 각도 θs는, 5~60°이며, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 점에서, 10~50°가 바람직하고, 13~45°가 보다 바람직하며, 15~40°가 더 바람직하다.
이색성 물질을 원하는 방향으로 배향하는 기술은, 이색성 물질을 이용한 편광자의 제작 기술이나, 게스트-호스트 액정 셀의 제작 기술 등을 참고로 할 수 있다.
예를 들면, 일본 공개특허공보 평11-305036이나 일본 공개특허공보 2002-90526호에 기재된 이색성 편광 소자의 제작 방법; 일본 공개특허공보 2002-99388호나 일본 공개특허공보 2016-27387에 기재된 게스트 호스트형 액정 표시 장치의 제작 방법 등에서 이용되고 있는 기술을, 본 발명에 있어서의 광흡수 이방성층의 제작에도 이용할 수 있다.
구체적으로는, 게스트 호스트형 액정 셀의 기술을 이용한 경우, 게스트가 되는 이색성 물질과, 호스트 액정이 되는 봉상 액정성 화합물을 혼합하고, 호스트 액정을 배향시킴과 함께, 그 액정 분자의 배향을 따라 이색성 물질의 분자를 배향시켜, 그 배향 상태를 고정함으로써, 본 발명에 있어서의 광흡수 이방성층을 제작할 수 있다.
광흡수 이방성층의 광흡수 특성의 사용 환경에 따른 변동을 방지하기 위하여, 이색성 물질의 배향을, 화학 결합의 형성에 의하여 고정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 호스트 액정, 이색성 물질, 및, 목적에 따라 첨가되는 중합성 성분의 중합을 진행시킴으로써, 배향을 고정할 수 있다.
<액정 조성물>
본 발명의 광흡수 이방성층은, 액정성 화합물 및 이색성 물질을 함유하는 액정 조성물로 형성된다.
또, 액정 조성물은, 배향제, 용매, 중합 개시제, 중합성 화합물, 계면개량제, 및, 그 외의 첨가제를 함유하고 있어도 된다.
이하, 각 성분에 대하여 설명한다.
(액정성 화합물)
액정 조성물은, 액정성 화합물을 함유한다. 액정성 화합물을 함유함으로써, 이색성 물질의 석출을 억제하면서, 이색성 물질을 높은 배향도로 배향시킬 수 있다.
또, 액정 조성물에 포함되는 액정성 화합물은, 일반적으로, 그 형상으로부터 봉상 타입과 원반상 타입으로 분류할 수 있다.
또, 액정성 화합물은, 가시 영역에서 이색성을 나타내지 않는 액정성 화합물이 바람직하다.
또한, 이하의 설명에 있어서, "형성되는 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 높아지는" 것을 "본 발명의 효과가 보다 우수하다"라고도 한다.
액정성 화합물로서는, 저분자 액정성 화합물 및 고분자 액정성 화합물 중 어느 것도 이용할 수 있다.
여기에서, “저분자 액정성 화합물”이란, 화학 구조 중에 반복 단위를 갖지 않는 액정성 화합물을 말한다.
또, “고분자 액정성 화합물”이란, 화학 구조 중에 반복 단위를 갖는 액정성 화합물을 말한다.
저분자 액정성 화합물로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2013-228706호에 기재되어 있는 액정성 화합물을 들 수 있다.
고분자 액정성 화합물로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2011-237513호에 기재되어 있는 서모트로픽 액정성 고분자를 들 수 있다. 또, 고분자 액정성 화합물은, 말단에 가교성기(예를 들면, 아크릴로일기 및 메타크릴로일기)를 갖고 있어도 된다.
액정성 화합물은, 본 발명의 효과가 현재화(顯在化)되기 쉬운 이유에서, 봉상 액정성 화합물인 것이 바람직하고, 고분자 액정성 화합물인 것이 보다 바람직하다.
또, 액정성 화합물은, 본 발명의 효과가 현재화되기 쉬운 이유에서, 서모트로픽성을 나타내는 액정성 화합물(이하, "서모트로픽 액정"이라고도 한다.)인 것이 바람직하다. 또한, 서모트로픽 액정이란, 온도 변화에 따라 액정상(相)으로의 전이를 나타내는 액정이다.
액정성 화합물은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
액정성 화합물은, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 고분자 액정성 화합물을 포함하는 것이 바람직하고, 고분자 액정성 화합물 및 저분자 액정성 화합물의 양방을 포함하는 것이 특히 바람직하다.
액정성 화합물은, 식 (LC)로 나타나는 액정성 화합물 또는 그 중합체를 포함하는 것이 바람직하다. 식 (LC)로 나타나는 액정성 화합물 또는 그 중합체는, 액정성을 나타내는 화합물이다. 액정성은, 네마틱상이어도 되고 스멕틱상이어도 되며, 네마틱상과 스멕틱상의 양방을 나타내도 되고, 적어도 네마틱상을 나타내는 것이 바람직하다.
스멕틱상으로서는, 고차 스멕틱상이어도 된다. 여기에서 말하는 고차 스멕틱상이란, 스멕틱 B상, 스멕틱 D상, 스멕틱 E상, 스멕틱 F상, 스멕틱 G상, 스멕틱 H상, 스멕틱 I상, 스멕틱 J상, 스멕틱 K상, 스멕틱 L상이며, 그중에서도 스멕틱 B상, 스멕틱 F상, 스멕틱 I상인 것이 바람직하다.
액정성 화합물이 나타내는 스멕틱 액정상이 이들 고차 스멕틱 액정상이면, 배향 질서도가 보다 높은 광흡수 이방성층을 제작할 수 있다. 또, 이와 같이 배향 질서도가 높은 고차 스멕틱 액정상으로 제작한 광흡수 이방성층은 X선 회절 측정에 있어서 헥사틱상이나 크리스탈상과 같은 고차 구조 유래의 브래그 피크가 얻어지는 것이다. 상기 브래그 피크란, 분자 배향의 면 주기 구조에서 유래하는 피크이며, 본 발명의 액정 조성물에 의하면, 주기 간격이 3.0~5.0Å인 광흡수 이방성층을 얻을 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
식 (LC) 중, Q1 및 Q2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로젠 원자, 탄소수 1~20의 직쇄, 분기 또는 환상의 알킬기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 탄소수 1~20의 알켄일기, 탄소수 1~20의 알카인일기, 탄소수 1~20의 아릴기, 복소환기(헤테로환기라고 해도 된다), 사이아노기, 하이드록시기, 나이트로기, 카복시기, 아릴옥시기, 실릴옥시기, 헤테로환 옥시기, 아실옥시기, 카바모일옥시기, 알콕시카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐옥시기, 아미노기(아닐리노기를 포함한다), 암모니오기, 아실아미노기, 아미노카보닐아미노기, 알콕시카보닐아미노기, 아릴옥시카보닐아미노기, 설파모일아미노기, 알킬 또는 아릴설폰일아미노기, 머캅토기, 알킬싸이오기, 아릴싸이오기, 헤테로환 싸이오기, 설파모일기, 설포기, 알킬 또는 아릴설핀일기, 알킬 또는 아릴설폰일기, 아실기, 아릴옥시카보닐기, 알콕시카보닐기, 카바모일기, 아릴 또는 헤테로환 아조기, 이미드기, 포스피노기, 포스핀일기, 포스핀일옥시기, 포스핀일아미노기, 포스포노기, 실릴기, 하이드라지노기, 유레이도기, 보론산기(-B(OH)2), 포스페이토기(-OPO(OH)2), 설페이토기(-OSO3H), 또는, 하기 식 (P-1)~(P-30)으로 나타나는 가교성기를 나타내고, Q1 및 Q2 중 적어도 일방은, 하기 식으로 나타나는 가교성기인 것이 바람직하다.
[화학식 3]
Figure pat00003
식 (P-1)~(P-30) 중, RP는 수소 원자, 할로젠 원자, 탄소수 1~10의 직쇄, 분기, 또는 환상의 알킬렌기, 탄소수 1~20의 할로젠화 알킬기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 탄소수 1~20의 알켄일기, 탄소수 1~20의 알카인일기, 탄소수 1~20의 아릴기, 복소환기(헤테로환기라고 해도 된다), 사이아노기, 하이드록시기, 나이트로기, 카복시기, 아릴옥시기, 실릴옥시기, 헤테로환 옥시기, 아실옥시기, 카바모일옥시기, 알콕시카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐옥시기, 아미노기(아닐리노기를 포함한다), 암모니오기, 아실아미노기, 아미노카보닐아미노기, 알콕시카보닐아미노기, 아릴옥시카보닐아미노기, 설파모일아미노기, 알킬 혹은 아릴설폰일아미노기, 머캅토기, 알킬싸이오기, 아릴싸이오기, 헤테로환 싸이오기, 설파모일기, 설포기, 알킬 혹은 아릴설핀일기, 알킬 혹은 아릴설폰일기, 아실기, 아릴옥시카보닐기, 알콕시카보닐기, 카바모일기, 아릴 혹은 헤테로환 아조기, 이미드기, 포스피노기, 포스핀일기, 포스핀일옥시기, 포스핀일아미노기, 포스포노기, 실릴기, 하이드라지노기, 유레이도기, 보론산기(-B(OH)2), 포스페이토기(-OPO(OH)2), 또는, 설페이토기(-OSO3H)를 나타내고, 복수의 RP는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
가교성기의 바람직한 양태로서는, 라디칼 중합성기, 또는 양이온 중합성기를 들 수 있다. 라디칼 중합성기로서는, 상기 식 (P-1)로 나타나는 바이닐기, 상기 식 (P-2)로 나타나는 뷰타다이엔기, 상기 식 (P-4)로 나타나는 (메트)아크릴기, 상기 식 (P-5)로 나타나는 (메트)아크릴아마이드기, 상기 식 (P-6)으로 나타나는 아세트산 바이닐기, 상기 식 (P-7)로 나타나는 푸마르산 에스터기, 상기 식 (P-8)로 나타나는 스타이릴기, 상기 식 (P-9)로 나타나는 바이닐피롤리돈기, 상기 식 (P-11)로 나타나는 무수 말레산기, 또는, 상기 식 (P-12)로 나타나는 말레이미드기가 바람직하다. 양이온 중합성기로서는, 상기 식 (P-18)로 나타나는 바이닐에터기, 상기 식 (P-19)로 나타나는 에폭시기, 또는, 상기 식 (P-20)으로 나타나는 옥세탄일기가 바람직하다.
식 (LC)에 있어서, S1 및 S2는 각각 독립적으로, 2가의 스페이서기를 나타내고, S1 및 S2의 적합 양태는, 상기 식 (W1) 중의 SPW와 동일한 구조를 들 수 있기 때문에, 그 설명을 생략한다.
식 (LC) 중, MG는 후술하는 메소젠기를 나타낸다. MG가 나타내는 메소젠기란, 액정 형성에 기여하는 액정 분자의 주요 골격을 나타내는 기이다. 액정 분자는, 결정 상태와 등방성 액체 상태의 중간의 상태(메소페이즈)인 액정성을 나타낸다. 메소젠기에 대해서는 특별히 제한은 없고, 예를 들면, "Flussige Kristalle in Tabellen II"(VEB Deutsche Verlag fur Grundstoff Industrie, Leipzig, 1984년 간행), 특히 제7페이지~제16페이지의 기재, 및, 액정 편람 편집 위원회 편, 액정 편람(마루젠, 2000년 간행), 특히 제3장의 기재를 참조할 수 있다.
MG가 나타내는 메소젠기는, 환상 구조를 2~10개 포함하는 것이 바람직하고, 3~7개 포함하는 것이 보다 바람직하다.
환상 구조의 구체예로서는, 방향족 탄화 수소기, 복소환기, 및 지환식기 등을 들 수 있다.
MG가 나타내는 메소젠기로서는, 액정성의 발현, 액정상 전이 온도의 조정, 원료 입수성 및 합성 적성이라는 관점, 및, 본 발명의 효과가 보다 우수한 관점에서, 하기 식 (MG-A) 또는 하기 식 (MG-B)로 나타나는 기가 바람직하고, 식 (MG-B)로 나타나는 기가 보다 바람직하다.
[화학식 4]
Figure pat00004
식 (MG-A) 중, A1은, 방향족 탄화 수소기, 복소환기 및 지환식기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가의 기이다. 이들 기는, 치환기 W 등의 치환기로 치환되어 있어도 된다.
A1로 나타나는 2가의 기는, 4~15원환인 것이 바람직하다. 또, A1로 나타나는 2가의 기는, 단환이어도 되고, 축환이어도 된다.
*는, S1 또는 S2와의 결합 위치를 나타낸다.
A1이 나타내는 2가의 방향족 탄화 수소기로서는, 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오렌-다이일기, 안트라센-다이일기 및 테트라센-다이일기 등을 들 수 있으며, 메소젠 골격의 설계의 다양성이나 원재료의 입수성 등의 관점에서, 페닐렌기, 나프틸렌기가 바람직하다.
A1이 나타내는 2가의 복소환기로서는, 방향족 또는 비방향족 중 어느 것이어도 되지만, 배향도가 보다 향상된다는 관점에서, 2가의 방향족 복소환기인 것이 바람직하다.
2가의 방향족 복소환기를 구성하는 탄소 이외의 원자로서는, 질소 원자, 황 원자 및 산소 원자를 들 수 있다. 방향족 복소환기가 탄소 이외의 환을 구성하는 원자를 복수 갖는 경우, 이들은 동일해도 되고 상이해도 된다.
2가의 방향족 복소환기의 구체예로서는, 예를 들면, 피리딜렌기(피리딘-다이일기), 피리다진-다이일기, 이미다졸-다이일기, 싸이엔일렌기(싸이오펜-다이일기), 퀴놀릴렌기(퀴놀린-다이일기), 아이소퀴놀릴렌기(아이소퀴놀린-다이일기), 옥사졸-다이일기, 싸이아졸-다이일기, 옥사다이아졸-다이일기, 벤조싸이아졸-다이일기, 벤조싸이아다이아졸-다이일기, 프탈이미드-다이일기, 티에노싸이아졸-다이일기, 싸이아졸로싸이아졸-다이일기, 티에노싸이오펜-다이일기, 및, 티에노옥사졸-다이일기, 하기의 구조 (II-1)~(II-4) 등을 들 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00005
식 (II-1)~(II-4) 중, D1은, -S-, -O-, 또는 NR11-을 나타내고, R11은 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타내며, Y1은 탄소수 6~12의 방향족 탄화 수소기, 또는, 탄소수 3~12의 방향족 복소환기를 나타내고, Z1, Z2, 및 Z3은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 지방족 탄화 수소기, 탄소수 3~20의 지환식 탄화 수소기, 1가의 탄소수 6~20의 방향족 탄화 수소기, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, -NR12R13 또는 -SR12를 나타내며, Z1 및 Z2는, 서로 결합하여 방향환 또는 방향족 복소환을 형성해도 되고, R12 및 R13은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타내며, J1 및 J2는 각각 독립적으로, -O-, -NR21-(R21은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.), -S- 및 C(O)-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기를 나타내고, E는 수소 원자 또는 치환기가 결합하고 있어도 되는 제14~16족의 비금속 원자를 나타내며, Jx는 방향족 탄화 수소환 및 방향족 복소환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 방향환을 갖는, 탄소수 2~30의 유기기를 나타내고, Jy는 수소 원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1~6의 알킬기, 또는, 방향족 탄화 수소환 및 방향족 복소환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 방향환을 갖는, 탄소수 2~30의 유기기를 나타내며, Jx 및 Jy가 갖는 방향환은 치환기를 갖고 있어도 되고, Jx와 Jy는 결합하여, 환을 형성하고 있어도 되며, D2는, 수소 원자, 또는, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다.
식 (II-2) 중, Y1이 탄소수 6~12의 방향족 탄화 수소기인 경우, 단환이어도 되고 다환이어도 된다. Y1이 탄소수 3~12의 방향족 복소환기인 경우, 단환이어도 되고 다환이어도 된다.
식 (II-2) 중, J1 및 J2가, -NR21-을 나타내는 경우, R21의 치환기로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2008-107767호의 단락 0035~0045의 기재를 참조할 수 있으며, 이 내용은 본원 명세서에 원용된다.
식 (II-2) 중, E가, 치환기가 결합하고 있어도 되는 제14~16족의 비금속 원자인 경우, =O, =S, =NR', =C(R')R'이 바람직하다. R'은 치환기를 나타내고, 치환기로서는 예를 들면 일본 공개특허공보 2008-107767호의 단락 [0035]~[0045]의 기재를 참조할 수 있으며, -NZA1ZA2(ZA1 및 ZA2는 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다.)가 바람직하다.
A1이 나타내는 2가의 지환식기의 구체예로서는, 사이클로펜틸렌기 및 사이클로헥실렌기 등을 들 수 있으며, 탄소 원자는, -O-, -Si(CH3)2-, -N(Z)-(Z는, 수소 원자, 탄소수 1~4의 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 사이아노기, 또는, 할로젠 원자를 나타낸다.), -C(O)-, -S-, -C(S)-, -S(O)-, 및 -SO2-, 이들 기를 2개 이상 조합한 기에 의하여 치환되어 있어도 된다.
식 (MG-A) 중, a1은 2~10의 정수를 나타낸다. 복수의 A1은 동일해도 되고 상이해도 된다.
식 (MG-B) 중, A2 및 A3은 각각 독립적으로, 방향족 탄화 수소기, 복소환기 및 지환식기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가의 기이다. A2 및 A3의 구체예 및 적합 양태는, 식 (MG-A)의 A1과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
식 (MG-B) 중, a2는 1~10의 정수를 나타내며, 복수의 A2는 동일해도 되고 상이해도 되며, 복수의 LA1은 동일해도 되고 상이해도 된다. a2는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 2 이상인 것이 보다 바람직하다.
식 (MG-B) 중, LA1은, 단결합 또는 2가의 연결기이다. 단, a2가 1인 경우, LA1은 2가의 연결기이며, a2가 2 이상인 경우, 복수의 LA1 중 적어도 하나가 2가의 연결기이다.
식 (MG-B) 중, LA1이 나타내는 2가의 연결기로서는, LW와 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다.
MG의 구체예로서는, 예를 들면 이하의 구조를 들 수 있으며, 이하의 구조 중, 방향족 탄화 수소기, 복소환기 및 지환식기 상의 수소 원자는, 상술한 치환기 W로 치환되어 있어도 된다.
[화학식 6]
Figure pat00006
[화학식 7]
Figure pat00007
[화학식 8]
Figure pat00008
<저분자 액정성 화합물>
식 (LC)로 나타나는 액정성 화합물이 저분자 액정성 화합물인 경우, 메소젠기(MG)의 환상 구조의 바람직한 양태로서는, 사이클로헥실렌기, 사이클로펜틸렌기, 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오렌-다이일기, 피리딘-다이일기, 피리다진-다이일기, 싸이오펜-다이일기, 옥사졸-다이일기, 싸이아졸-다이일기, 티에노싸이오펜-다이일기 등을 들 수 있으며, 환상 구조의 개수는, 2~10개가 바람직하고, 3~7개가 더 바람직하다.
메소젠 구조의 치환기 W의 바람직한 양태로서는, 할로젠 원자, 할로젠화 알킬기, 사이아노기, 하이드록시기, 나이트로기, 카복시기, 탄소수 1~10의 알콕시기, 탄소수 1~10의 알킬카보닐기, 탄소수 1~10의 알킬옥시카보닐기, 탄소수 1~10의 알킬카보닐옥시기, 아미노기, 탄소수 1~10의 알킬아미노기, 알킬아미노카보닐기, 상술한 식 (W1)에 있어서 LW가 단결합이며, SPW가 2가의 스페이서기이고, Q가 상술한 (P-1)~(P-30)으로 나타나는 가교성기인 기 등을 들 수 있으며, 가교성기로서는, 바이닐기, 뷰타다이엔기, (메트)아크릴기, (메트)아크릴아마이드기, 아세트산 바이닐기, 푸마르산 에스터기, 스타이릴기, 바이닐피롤리돈기, 무수 말레산기, 말레이미드기, 바이닐에터기, 에폭시기, 옥세탄일기가 바람직하다.
2가의 스페이서기 S1 및 S2의 바람직한 양태로서는, 상기 SPW와 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다.
스멕틱성을 나타내는 저분자 액정성 화합물을 이용하는 경우, 스페이서기의 탄소수(이 탄소를 "SP-C"로 치환한 경우는 그 원자수)는, 탄소수 6 이상이 바람직하고, 8 이상이 더 바람직하다.
식 (LC)로 나타나는 액정성 화합물이 저분자 액정성 화합물인 경우, 복수의 저분자 액정성 화합물을 병용해도 되며, 2~6종을 병용하는 것이 바람직하고, 2~4종을 병용하는 것이 더 바람직하다. 저분자 액정성 화합물을 병용함으로써, 용해성의 향상이나 액정 조성물의 상전이 온도를 조정할 수 있다.
저분자 액정성 화합물의 구체예로서는, 이하의 식 (LC-1)~(LC-77)로 나타나는 화합물을 들 수 있지만, 저분자 액정성 화합물은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 9]
Figure pat00009
[화학식 10]
Figure pat00010
<고분자 액정성 화합물>
고분자 액정성 화합물은, 후술하는 반복 단위를 포함하는 호모폴리머 또는 코폴리머인 것이 바람직하고, 랜덤 폴리머, 블록 폴리머, 그래프트 폴리머, 스타 폴리머 등 중 어느 폴리머여도 된다.
(반복 단위 (1))
고분자 액정성 화합물은, 식 (1)로 나타나는 반복 단위(이하, "반복 단위 (1)"이라고도 한다.)를 포함하는 것이 바람직하다.
[화학식 11]
Figure pat00011
식 (1) 중, PC1은 반복 단위의 주쇄를 나타내고, L1은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내며, SP1은 스페이서기를 나타내고, MG1은 상술한 식 (LC)에 있어서의 메소젠기(MG)를 나타내며, T1은 말단기를 나타낸다.
PC1이 나타내는 반복 단위의 주쇄로서는, 예를 들면, 식 (P1-A)~(P1-D)로 나타나는 기를 들 수 있으며, 그중에서도, 원료가 되는 단량체의 다양성 및 취급이 용이한 관점에서, 하기 식 (P1-A)로 나타나는 기가 바람직하다.
[화학식 12]
Figure pat00012
식 (P1-A)~(P1-D)에 있어서, "*"는, 식 (1)에 있어서의 L1과의 결합 위치를 나타낸다. 식 (P1-A)~(P1-D)에 있어서, R11, R12, R13, R14는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로젠 원자, 사이아노기 또는 탄소수 1~10의 알킬기, 탄소수 1~10의 알콕시기를 나타낸다. 상기 알킬기는, 직쇄 또는 분기의 알킬기여도 되고, 환상 구조를 갖는 알킬기(사이클로알킬기)여도 된다. 또, 상기 알킬기의 탄소수는, 1~5가 바람직하다.
식 (P1-A)로 나타나는 기는, (메트)아크릴산 에스터의 중합에 의하여 얻어지는 폴리(메트)아크릴산 에스터의 부분 구조의 일 단위인 것이 바람직하다.
식 (P1-B)로 나타나는 기는, 에폭시기를 갖는 화합물의 에폭시기를 개환 중합하여 형성되는 에틸렌글라이콜 단위인 것이 바람직하다.
식 (P1-C)로 나타나는 기는, 옥세테인기를 갖는 화합물의 옥세테인기를 개환 중합하여 형성되는 프로필렌글라이콜 단위인 것이 바람직하다.
식 (P1-D)로 나타나는 기는, 알콕시실릴기 및 실란올기 중 적어도 일방의 기를 갖는 화합물의 중축합에 의하여 얻어지는 폴리실록세인의 실록세인 단위인 것이 바람직하다. 여기에서, 알콕시실릴기 및 실란올기 중 적어도 일방의 기를 갖는 화합물로서는, 식 SiR14(OR15)2-로 나타나는 기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 식 중, R14는, 식 (P1-D)에 있어서의 R14와 동일한 의미이며, 복수의 R15는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1~10의 알킬기를 나타낸다.
L1이 나타내는 2가의 연결기는, 상술한 식 (W1)에 있어서의 LW와 동일한 2가의 연결기이며, 바람직한 양태로서는, -C(O)O-, -OC(O)-, -O-, -S-, -C(O)NR16-, -NR16C(O)-, -S(O)2-, 및, -NR16R17- 등을 들 수 있다. 식 중, R16 및 R17은 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기(예를 들면, 상술한 치환기 W)를 갖고 있어도 되는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다. 2가의 연결기의 구체예에 있어서, 좌측의 결합손이 PC1과 결합하고, 우측의 결합손이 SP1과 결합한다.
PC1이 식 (P1-A)로 나타나는 기인 경우에는, L1은 -C(O)O- 또는 -C(O)NR16-으로 나타나는 기가 바람직하다.
PC1이 식 (P1-B)~(P1-D)로 나타나는 기인 경우에는, L1은 단결합이 바람직하다.
SP1이 나타내는 스페이서기는, 상술한 식 (LC)에 있어서의 S1 및 S2와 동일한 기를 나타내고, 배향도의 관점에서, 옥시에틸렌 구조, 옥시프로필렌 구조, 폴리실록세인 구조 및 불화 알킬렌 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 구조를 포함하는 기, 또는, 탄소수 2~20의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기가 바람직하다. 단, 상기 알킬렌기는, -O-, -S-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, -O-CNR-(R은, 탄소수 1~10의 알킬기를 나타낸다.), 또는, -S(O)2-를 포함하고 있어도 된다.
SP1이 나타내는 스페이서기는, 액정성을 발현하기 쉬운 것이나, 원재료의 입수성 등의 이유에서, 옥시에틸렌 구조, 옥시프로필렌 구조, 폴리실록세인 구조 및 불화 알킬렌 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 구조를 포함하는 기인 것이 보다 바람직하다.
여기에서, SP1이 나타내는 옥시에틸렌 구조는, *-(CH2-CH2O)n1-*로 나타나는 기가 바람직하다. 식 중, n1은 1~20의 정수를 나타내고, *는 L1 또는 MG1과의 결합 위치를 나타낸다. n1은, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 2~10의 정수인 것이 바람직하고, 2~6의 정수가 보다 바람직하며, 2~4의 정수인 것이 가장 바람직하다.
또, SP1이 나타내는 옥시프로필렌 구조는, *-(CH(CH3)-CH2O)n2-*로 나타나는 기가 바람직하다. 식 중, n2는 1~3의 정수를 나타내고, *는 L1 또는 MG1과의 결합 위치를 나타낸다.
또, SP1이 나타내는 폴리실록세인 구조는, *-(Si(CH3)2-O)n3-*로 나타나는 기가 바람직하다. 식 중, n3은 6~10의 정수를 나타내고, *는 L1 또는 MG1과의 결합 위치를 나타낸다.
또, SP1이 나타내는 불화 알킬렌 구조는, *-(CF2-CF2)n4-*로 나타나는 기가 바람직하다. 식 중, n4는 6~10의 정수를 나타내고, *는 L1 또는 MG1과의 결합 위치를 나타낸다.
T1이 나타내는 말단기로서는, 수소 원자, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, 하이드록시기, -SH, 카복실기, 보론산기, -SO3H, -PO3H2, -NR11R12(R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환의 탄소수 1~10의 알킬기, 사이클로알킬기, 또는 아릴기를 나타낸다), 탄소수 1~10의 알킬기, 탄소수 1~10의 알콕시기, 탄소수 1~10의 알킬싸이오기, 탄소수 1~10의 알콕시카보닐옥시기, 탄소수 1~10의 아실옥시기, 탄소수 1~10의 아실아미노기, 탄소수 1~10의 알콕시카보닐기, 탄소수 1~10의 알콕시카보닐아미노기, 탄소수 1~10의 설폰일아미노기, 탄소수 1~10의 설파모일기, 탄소수 1~10의 카바모일기, 탄소수 1~10의 설핀일기, 및, 탄소수 1~10의 유레이도기, 가교성기 함유기 등을 들 수 있다.
상기 가교성기 함유기로서는, 예를 들면, 상술한 -L-CL을 들 수 있다. L은 단결합 또는 연결기를 나타낸다. 연결기의 구체예는 상술한 LW 및 SPW와 동일하다. CL은 가교성기를 나타내고, 상술한 Q1 또는 Q2로 나타나는 기를 들 수 있으며, 상술한 식 (P-1)~(P-30)으로 나타나는 기가 바람직하다. 또, T1은, 이들 기를 2개 이상 조합한 기여도 된다.
T1은, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 탄소수 1~10의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 1~5의 알콕시기가 보다 바람직하며, 메톡시기가 더 바람직하다. 이들 말단기는, 이들 기, 또는, 일본 공개특허공보 2010-244038호에 기재된 중합성기에 의하여, 더 치환되어 있어도 된다.
T1의 주쇄의 원자수는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 1~20이 바람직하고, 1~15가 보다 바람직하며, 1~10이 더 바람직하고, 1~7이 특히 바람직하다. T1의 주쇄의 원자수가 20 이하임으로써, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상된다. 여기에서, T1에 있어서의 "주쇄"란, M1과 결합하는 가장 긴 분자쇄를 의미하며, 수소 원자는 T1의 주쇄의 원자수에 카운트하지 않는다. 예를 들면, T1이 n-뷰틸기인 경우에는 주쇄의 원자수는 4이며, T1이 sec-뷰틸기인 경우의 주쇄의 원자수는 3이다.
반복 단위 (1)의 함유량은, 고분자 액정성 화합물이 갖는 전체 반복 단위(100질량%)에 대하여, 40~100질량%가 바람직하고, 50~95질량%가 보다 바람직하다. 반복 단위 (1)의 함유량이 40질량% 이상이면, 양호한 배향성에 의하여 우수한 광흡수 이방성층이 얻어진다. 또, 반복 단위 (1)의 함유량이 100질량% 이하이면, 양호한 배향성에 의하여 우수한 광흡수 이방성층이 얻어진다.
반복 단위 (1)은, 고분자 액정성 화합물 중에 있어서, 1종 단독으로 포함되어 있어도 되고, 2종 이상 포함되어 있어도 된다. 반복 단위 (1)이 2종 이상 포함되는 경우, 상기 반복 단위 (1)의 함유량은, 반복 단위 (1)의 함유량의 합계를 의미한다.
(logP값)
식 (1)에 있어서, PC1, L1 및 SP1의 logP값(이하, "logP1"이라고도 한다.)과, MG1의 logP값(이하, "logP2"라고도 한다.)의 차(|logP1-logP2|)가 4 이상이며, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상되는 관점에서, 4.25 이상이 바람직하고, 4.5 이상이 보다 바람직하다.
또, 상기 차의 상한값은, 액정상 전이 온도의 조정 및 합성 적성이라는 관점에서, 15 이하가 바람직하고, 12 이하가 보다 바람직하며, 10 이하가 더 바람직하다.
여기에서, logP값은, 화학 구조의 친수성 및 소수성의 성질을 표현하는 지표이며, 친소수 파라미터라고 불리는 경우가 있다. logP값은, ChemBioDraw Ultra 또는 HSPiP(Ver. 4. 1. 07) 등의 소프트웨어를 이용하여 계산할 수 있다. 또, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Sections 1, Test No. 117의 방법 등에 의하여, 실험적으로 구할 수도 있다. 본 발명에서는 특별히 설명이 없는 한, HSPiP(Ver. 4. 1. 07)에 화합물의 구조식을 입력하여 산출되는 값을 logP값으로서 채용한다.
상기 logP1은, 상술한 바와 같이, PC1, L1 및 SP1의 logP값을 의미한다. "PC1, L1 및 SP1의 logP값"이란, PC1, L1 및 SP1을 일체로 한 구조의 logP값을 의미하고 있으며, PC1, L1 및 SP1의 각각의 logP값을 합계한 것이 아닌, 구체적으로는, logP1은, 식 (1)에 있어서의 PC1~SP1까지의 일련의 구조식을 상기 소프트웨어에 입력함으로써 산출된다.
단, logP1의 산출에 있어서, PC1~SP1까지의 일련의 구조식 중, PC1로 나타나는 기의 부분에 관해서는, PC1로 나타나는 기 그 자체의 구조(예를 들면, 상술한 식 (P1-A)~식 (P1-D) 등)를 이용해도 되고, 식 (1)로 나타나는 반복 단위를 얻기 위하여 사용하는 단량체를 중합한 후에 PC1이 될 수 있는 기의 구조를 이용해도 된다.
여기에서, 후자(PC1이 될 수 있는 기)의 구체예는, 다음과 같다. PC1이 (메트)아크릴산 에스터의 중합에 의하여 얻어지는 경우에는, CH2=C(R1)-로 나타나는 기(R1은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.)이다. 또, PC1이 에틸렌글라이콜의 중합에 의하여 얻어지는 경우에는 에틸렌글라이콜이며, PC1이 프로필렌글라이콜의 중합에 의하여 얻어지는 경우에는 프로필렌글라이콜이다. 또, PC1이 실란올의 중축합에 의하여 얻어지는 경우에는 실란올(식 Si(R2)3(OH)로 나타나는 화합물. 복수의 R2는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다. 단, 복수의 R2 중 적어도 하나는 알킬기를 나타낸다.)이다.
logP1은, 상술한 logP2와의 차가 4 이상이면, logP2보다 낮아도 되고, logP2보다 높아도 된다.
여기에서, 일반적인 메소젠기의 logP값(상술한 logP2)은, 4~6의 범위 내가 되는 경향이 있다. 이때, logP1이 logP2보다 낮은 경우에는, logP1의 값은, 1 이하가 바람직하고, 0 이하가 보다 바람직하다. 한편, logP1이 logP2보다 높은 경우에는, logP1의 값은, 8 이상이 바람직하고, 9 이상이 보다 바람직하다.
상기 식 (1)에 있어서의 PC1이 (메트)아크릴산 에스터의 중합에 의하여 얻어지며, 또한, logP1이 logP2보다 낮은 경우에는, 상기 식 (1)에 있어서의 SP1의 logP값은, 0.7 이하가 바람직하고, 0.5 이하가 보다 바람직하다. 한편, 상기 식 (1)에 있어서의 PC1이 (메트)아크릴산 에스터의 중합에 의하여 얻어지며, 또한, logP1이 logP2보다 높은 경우에는, 상기 식 (1)에 있어서의 SP1의 logP값은, 3.7 이상이 바람직하고, 4.2 이상이 보다 바람직하다.
또한, logP값이 1 이하인 구조로서는, 예를 들면, 옥시에틸렌 구조 및 옥시프로필렌 구조 등을 들 수 있다. logP값이 6 이상인 구조로서는, 폴리실록세인 구조 및 불화 알킬렌 구조 등을 들 수 있다.
(반복 단위 (21) 및 (22))
배향도를 향상시키는 관점에서, 고분자 액정성 화합물은, 말단에 전자 공여성 및/또는 전자 흡인성을 갖는 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 메소젠기와 이것의 말단에 존재하는 σP값이 0보다 큰 전자 흡인성기를 갖는 반복 단위 (21)과, 메소젠기와 이것의 말단에 존재하는 σP값이 0 이하인 기를 갖는 반복 단위 (22)를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이, 고분자 액정성 화합물이 반복 단위 (21)과 반복 단위 (22)를 포함하는 경우, 상기 반복 단위 (21) 또는 상기 반복 단위 (22) 중 어느 하나만을 포함하는 경우와 비교하여, 이것을 이용하여 형성되는 광흡수 이방성층의 배향도가 향상된다. 이 이유의 상세는 명확하지 않지만, 대략 이하와 같이 추정하고 있다.
즉, 반복 단위 (21)과 반복 단위 (22)에 발생하는 반대 방향의 쌍극자 모멘트가, 분자 간 상호 작용을 함으로써, 메소젠기의 단축 방향으로의 상호 작용이 강해져, 액정의 배향하는 방향이 보다 균일해진다고 추측되며, 그 결과, 액정의 질서도가 높아진다고 생각된다. 이로써, 이색성 물질의 배향성도 양호해지므로, 형성되는 광흡수 이방성층의 배향도가 높아진다고 추측된다.
또한 상기 반복 단위 (21) 및 (22)는, 상기 식 (1)로 나타나는 반복 단위여도 된다.
반복 단위 (21)은, 메소젠기와, 상기 메소젠기의 말단에 존재하는 σP값이 0보다 큰 전자 흡인성기를 갖는다.
상기 전자 흡인성기는, 메소젠기의 말단에 위치하고 있으며, σP값이 0보다 큰 기이다. 전자 흡인성기(σP값이 0보다 큰 기)로서는, 후술하는 식 (LCP-21)에 있어서의 EWG로 나타나는 기를 들 수 있으며, 그 구체예도 동일하다.
상기 전자 흡인성기의 σP값은, 0보다 크며, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 높아지는 점에서, 0.3 이상이 바람직하고, 0.4 이상이 보다 바람직하다. 상기 전자 흡인성기의 σP값의 상한값은, 배향의 균일성이 우수한 점에서, 1.2 이하가 바람직하고, 1.0 이하가 보다 바람직하다.
σP값이란, 하메트의 치환기 상수 σP값(간단히 "σP값"이라고도 약기한다)이며, 치환 벤조산의 산해리 평형 상수에 있어서의 치환기의 효과를 수치로 나타낸 것이고, 치환기의 전자 흡인성 및 전자 공여성의 강도를 나타내는 파라미터이다. 본 명세서에 있어서의 하메트의 치환기 상수 σP값은, 치환기가 벤조산의 파라위에 위치하는 경우의 치환기 상수 σ를 의미한다.
본 명세서에 있어서의 각 기의 하메트의 치환기 상수 σP값은, 문헌 "Hansch et al., Chemical Reviews, 1991, Vol, 91, No. 2, 165-195"에 기재된 값을 채용한다. 또한, 상기 문헌에 하메트의 치환기 상수 σP값이 나타나 있지 않은 기에 대해서는, 소프트웨어 "ACD/ChemSketch(ACD/Labs 8.00 Release Product Version: 8.08)"를 이용하여, 벤조산의 pKa와, 파라위에 치환기를 갖는 벤조산 유도체의 pKa의 차에 근거하여, 하메트의 치환기 상수 σP값을 산출할 수 있다.
반복 단위 (21)은, 측쇄에 메소젠기와 상기 메소젠기의 말단에 존재하는 σP값이 0보다 큰 전자 흡인성기를 갖고 있으면, 특별히 한정되지 않지만, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 높아지는 점에서, 하기 식 (LCP-21)로 나타나는 반복 단위인 것이 바람직하다.
[화학식 13]
Figure pat00013
식 (LCP-21) 중, PC21은 반복 단위의 주쇄를 나타내고, 보다 구체적으로는 상기 식 (1) 중의 PC1과 동일한 구조를 나타내며, L21은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고, 보다 구체적으로는 상기 식 (1) 중의 L1과 동일한 구조를 나타내며, SP21A 및 SP21B는 각각 독립적으로 단결합 또는 스페이서기를 나타내고, 스페이서기의 구체예는 상기 식 (1) 중의 SP1과 동일한 구조를 나타내며, MG21은 메소젠 구조, 보다 구체적으로는 상기 식 (LC) 중의 메소젠기(MG)를 나타내고, EWG는σP값이 0보다 큰 전자 흡인성기를 나타낸다.
SP21A 및 SP21B가 나타내는 스페이서기는, 상기 식 S1 및 S2와 동일한 기를 나타내고, 옥시에틸렌 구조, 옥시프로필렌 구조, 폴리실록세인 구조 및 불화 알킬렌 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 구조를 포함하는 기, 또는, 탄소수 2~20의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기가 바람직하다. 단, 상기 알킬렌기는, -O-, -O-CO-, -CO-O-, 또는 -O-CO-O-를 포함하고 있어도 된다.
SP1이 나타내는 스페이서기는, 액정성을 발현하기 쉬운 것이나, 원재료의 입수성 등의 이유에서, 옥시에틸렌 구조, 옥시프로필렌 구조, 폴리실록세인 구조 및 불화 알킬렌 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 구조를 포함하는 것이 바람직하다.
SP21B는, 단결합, 또는, 탄소수 2~20의 직쇄 혹은 분기의 알킬렌기가 바람직하다. 단, 상기 알킬렌기는, -O-, -O-CO-, -CO-O-, 또는 -O-CO-O-를 포함하고 있어도 된다.
이들 중에서도, SP21B가 나타내는 스페이서기는, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 높아지는 점에서, 단결합이 바람직하다. 환언하면, 반복 단위 (21)은, 식 (LCP-21)에 있어서의 전자 흡인성기인 EWG가, 식 (LCP-21)에 있어서의 메소젠기인 MG21에 직결되는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이, 전자 흡인성기가 메소젠기에 직결되어 있으면, 고분자 액정성 화합물 중에 적절한 쌍극자 모멘트에 의한 분자 간 상호 작용이 보다 효과적으로 작용함으로써, 액정의 배향하는 방향이 보다 균일해진다고 추측되며, 그 결과, 액정의 질서도가 높아지고, 배향도가 보다 높아진다고 생각된다.
EWG는, σP값이 0보다 큰 전자 흡인성기를 나타낸다. σP값이 0보다 큰 전자 흡인성기로서는, 에스터기(구체적으로는, *-C(O)O-RE로 나타나는 기), (메트)아크릴로일기, (메트)아크릴로일옥시기, 카복시기, 사이아노기, 나이트로기, 설포기, -S(O)(O)-ORE, -S(O)(O)-RE, -O-S(O)(O)-RE, 아실기(구체적으로는, *-C(O)RE로 나타나는 기), 아실옥시기(구체적으로는, *-OC(O)RE로 나타나는 기), 아이소사이아네이트기(-N=C(O)), *-C(O)N(RF)2, 할로젠 원자, 및, 이들 기로 치환된 알킬기(탄소수 1~20이 바람직하다.)를 들 수 있다. 상기 각 기에 있어서, *는 SP21B와의 결합 위치를 나타낸다. RE는, 탄소수 1~20(바람직하게는 탄소수 1~4, 보다 바람직하게는 탄소수 1~2)의 알킬기를 나타낸다. RF는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1~20(바람직하게는 탄소수 1~4, 보다 바람직하게는 탄소수 1~2)의 알킬기를 나타낸다.
상기 기 중에서도, EWG는, 본 발명의 효과가 보다 발휘되는 점에서, *-C(O)O-RE로 나타나는 기, (메트)아크릴로일옥시기, 또는, 사이아노기, 나이트로기가 바람직하다.
반복 단위 (21)의 함유량은, 광흡수 이방성층의 높은 배향도를 유지하면서, 고분자 액정성 화합물 및 이색성 물질을 균일하게 배향할 수 있는 점에서, 고분자 액정성 화합물이 갖는 전체 반복 단위(100질량%)에 대하여, 60질량% 이하가 바람직하고, 50질량% 이하가 보다 바람직하며, 45질량% 이하가 특히 바람직하다.
반복 단위 (21)의 함유량의 하한값은, 본 발명의 효과가 보다 발휘되는 점에서, 고분자 액정성 화합물이 갖는 전체 반복 단위(100질량%)에 대하여, 1질량% 이상이 바람직하고, 3질량% 이상이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 고분자 액정성 화합물에 포함되는 각 반복 단위의 함유량은, 각 반복 단위를 얻기 위하여 사용되는 각 단량체의 투입량(질량)에 근거하여 산출된다.
반복 단위 (21)은, 고분자 액정성 화합물 중에 있어서, 1종 단독으로 포함되어 있어도 되고, 2종 이상 포함되어 있어도 된다. 고분자 액정성 화합물이 반복 단위 (21)을 2종 이상 포함하면, 고분자 액정성 화합물의 용매에 대한 용해성이 향상되는 것, 및, 액정상 전이 온도의 조정이 용이해지는 것 등의 이점이 있다. 반복 단위 (21)을 2종 이상 포함하는 경우에는, 그 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
반복 단위 (21)을 2종 이상 포함하는 경우에는, EWG에 가교성기를 포함하지 않는 반복 단위 (21)과, EWG에 중합성기를 포함하는 반복 단위 (21)을 병용해도 된다. 이로써, 광흡수 이방성층의 경화성이 보다 향상된다. 또한, 가교성기로서는, 바이닐기, 뷰타다이엔기, (메트)아크릴기, (메트)아크릴아마이드기, 아세트산 바이닐기, 푸마르산 에스터기, 스타이릴기, 바이닐피롤리돈기, 무수 말레산기, 말레이미드기, 바이닐에터기, 에폭시기, 옥세탄일기가 바람직하다.
이 경우, 광흡수 이방성층의 경화성과 배향도의 밸런스의 점에서, EWG에 중합성기를 포함하는 반복 단위 (21)의 함유량이, 고분자 액정성 화합물이 갖는 전체 반복 단위(100질량%)에 대하여, 1~30질량%인 것이 바람직하다.
이하에 있어서, 반복 단위 (21)의 일례를 나타내지만, 반복 단위 (21)은, 이하의 반복 단위에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 14]
Figure pat00014
본 발명자들은, 반복 단위 (21) 및 반복 단위 (22)에 대하여, 조성(함유 비율) 및 말단기의 전자 공여성 및 전자 흡인성에 대하여 예의 검토한 결과, 반복 단위 (21)의 전자 흡인성기의 전자 흡인성이 강한 경우(즉, σP값이 큰 경우)에는, 반복 단위 (21)의 함유 비율을 낮게 하면 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 높아지고, 반복 단위 (21)의 전자 흡인성기의 전자 흡인성이 약한 경우(즉, σP값이 0에 가까운 경우)에는, 반복 단위 (21)의 함유 비율을 높게 하면 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 높아지는 것을 알아냈다.
이 이유의 상세는 명확하지 않지만, 대략 이하와 같이 추정하고 있다. 즉, 고분자 액정성 화합물 중에 적절한 쌍극자 모멘트에 의한 분자 간 상호 작용이 작용함으로써, 액정의 배향하는 방향이 보다 균일해진다고 추측되며, 그 결과, 액정의 질서도가 높아지고, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 높아진다고 생각된다.
구체적으로는, 반복 단위 (21)에 있어서의 상기 전자 흡인성기(식 (LCP-21)에 있어서는 EWG)의 σP값과, 고분자 액정성 화합물 중의 반복 단위 (21)의 함유 비율(질량 기준)의 곱은, 0.020~0.150이 바람직하고, 0.050~0.130이 보다 바람직하며, 0.055~0.125가 특히 바람직하다. 상기 곱이 상기 범위 내이면, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 높아진다.
반복 단위 (22)는, 메소젠기와 상기 메소젠기의 말단에 존재하는 σP값이 0 이하인 기를 갖는다. 고분자 액정성 화합물이 반복 단위 (22)를 가짐으로써, 고분자 액정성 화합물 및 이색성 물질을 균일하게 배향할 수 있다.
메소젠기는, 액정 형성에 기여하는 액정 분자의 주요 골격을 나타내는 기이며, 상세는 후술하는 식 (LCP-22)에 있어서의 MG에서 설명하는 바와 같고, 그 구체예도 동일하다.
상기 기는, 메소젠기의 말단에 위치하고 있으며, σP값이 0 이하인 기이다. 상기 기(σP값이 0 이하인 기)로서는, σP값이 0인 수소 원자, 및, σP값이 0보다 작은 후술하는 식 (LCP-22)에 있어서의 T22로 나타나는 기(전자 공여성기)를 들 수 있다. 상기 기 중, σP값이 0보다 작은 기(전자 공여성기)의 구체예는, 후술하는 식 (LCP-22)에 있어서의 T22와 동일하다.
상기 기의 σP값은, 0 이하이며, 배향의 균일성이 보다 우수한 점에서, 0보다 작은 것이 바람직하고, -0.1 이하가 보다 바람직하며, -0.2 이하가 특히 바람직하다. 상기 기의 σP값의 하한값은, -0.9 이상이 바람직하고, -0.7 이상이 보다 바람직하다.
반복 단위 (22)는, 측쇄에 메소젠기와 상기 메소젠기의 말단에 존재하는 σP값이 0 이하인 기를 갖고 있으면, 특별히 한정되지 않지만, 액정의 배향의 균일성이 보다 높아지는 점에서, 상기 식 (LCP-21)로 나타나는 반복 단위에 해당하지 않고, 하기 식 (PCP-22)로 나타나는 반복 단위인 것이 바람직하다.
[화학식 15]
Figure pat00015
식 (LCP-22) 중, PC22는 반복 단위의 주쇄를 나타내고, 보다 구체적으로는 상기 식 (1) 중의 PC1과 동일한 구조를 나타내며, L22는 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고, 보다 구체적으로는 상기 식 (1) 중의 L1과 동일한 구조를 나타내며, SP22는 스페이서기를 나타내고, 보다 구체적으로는 상기 식 (1) 중의 SP1과 동일한 구조를 나타내며, MG22는 메소젠 구조, 보다 구체적으로는 상기 식 (LC) 중의 메소젠기(MG)와 동일한 구조를 나타내고, T22는 하메트의 치환기 상수 σP값이 0보다 작은 전자 공여성기를 나타낸다.
T22는, σP값이 0보다 작은 전자 공여성기를 나타낸다. σP값이 0보다 작은 전자 공여성기로서는, 하이드록시기, 탄소수 1~10의 알킬기, 탄소수 1~10의 알콕시기, 및, 탄소수 1~10의 알킬아미노기 등을 들 수 있다.
T22의 주쇄의 원자수가 20 이하임으로써, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상된다. 여기에서, T22에 있어서의 "주쇄"란, MG22와 결합하는 가장 긴 분자쇄를 의미하며, 수소 원자는 T22의 주쇄의 원자수에 카운트하지 않는다. 예를 들면, T22가 n-뷰틸기인 경우에는 주쇄의 원자수는 4이며, T22가 sec-뷰틸기인 경우의 주쇄의 원자수는 3이다.
이하에 있어서, 반복 단위 (22)의 일례를 나타내지만, 반복 단위 (22)는, 이하의 반복 단위에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 16]
Figure pat00016
반복 단위 (21)과 반복 단위 (22)는, 구조의 일부가 공통되어 있는 것이 바람직하다. 반복 단위끼리의 구조가 유사할수록, 액정이 균일하게 정렬된다고 추측된다. 이로써, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 높아진다.
구체적으로는, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 높아지는 점에서, 식 (LCP-21)의 SP21A와 식 (LCP-22)의 SP22가 동일 구조인 것, 식 (LCP-21)의 MG21과 식 (LCP-22)의 MG22가 동일 구조인 것, 및, 식 (LCP-21)의 L21과 식 (LCP-22)의 L22가 동일 구조인 것 중, 적어도 1개를 충족시키는 것이 바람직하고, 2개 이상을 충족시키는 것이 보다 바람직하며, 전부를 충족시키는 것이 특히 바람직하다.
반복 단위 (22)의 함유량은, 배향의 균일성이 우수한 점에서, 고분자 액정성 화합물이 갖는 전체 반복 단위(100질량%)에 대하여, 50질량% 이상이 바람직하고, 55질량% 이상이 보다 바람직하며, 60질량% 이상이 특히 바람직하다.
반복 단위 (22)의 함유량의 상한값은, 배향도가 향상되는 점에서, 고분자 액정성 화합물이 갖는 전체 반복 단위(100질량%)에 대하여, 99질량% 이하가 바람직하고, 97질량% 이하가 보다 바람직하다.
반복 단위 (22)는, 고분자 액정성 화합물 중에 있어서, 1종 단독으로 포함되어 있어도 되고, 2종 이상 포함되어 있어도 된다. 고분자 액정성 화합물이 반복 단위 (22)를 2종 이상 포함하면, 고분자 액정성 화합물의 용매에 대한 용해성이 향상되는 것, 및, 액정상 전이 온도의 조정이 용이해지는 것 등의 이점이 있다. 반복 단위 (22)를 2종 이상 포함하는 경우에는, 그 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
(반복 단위 (3))
고분자 액정성 화합물은, 범용 용매에 대한 용해성을 향상시키는 관점에서, 메소젠을 함유하지 않는 반복 단위 (3)을 포함할 수 있다. 특히 배향도의 저하를 억제하면서 용해성을 향상시키기 위해서는, 이 메소젠을 함유하지 않는 반복 단위 (3)으로서, 분자량 280 이하의 반복 단위인 것이 바람직하다. 이와 같이, 메소젠을 함유하지 않는 분자량 280 이하의 반복 단위를 포함함으로써 배향도의 저하를 억제하면서 용해성이 향상되는 이유로서는 이하와 같이 추정하고 있다.
즉, 고분자 액정성 화합물이 분자쇄 중에 메소젠기를 갖지 않는 반복 단위 (3)을 포함함으로써, 고분자 액정성 화합물 중에 용매가 들어가기 쉬워지기 때문에 용해성은 향상되지만, 비메소젠성의 반복 단위 (3)은 배향도를 저하시킨다고 생각된다. 그러나, 상기 반복 단위의 분자량이 작음으로써 메소젠기를 포함하는 반복 단위 (1), 반복 단위 (21) 또는 반복 단위 (22)의 배향이 흐트러지기 어려워, 배향도의 저하가 억제된다고 추정된다.
상기 반복 단위 (3)은, 분자량 280 이하의 반복 단위인 것이 바람직하다.
반복 단위 (3)의 분자량이란, 반복 단위 (3)을 얻기 위하여 사용하는 모노머의 분자량을 의미하는 것이 아니라, 모노머의 중합에 의하여 고분자 액정성 화합물에 도입된 상태에 있어서의 반복 단위 (3)의 분자량을 의미한다.
반복 단위 (3)의 분자량은, 280 이하이며, 180 이하가 바람직하고, 100 이하가 보다 바람직하다. 반복 단위 (3)의 분자량의 하한값은, 통상, 40 이상이며, 50 이상이 보다 바람직하다. 반복 단위 (3)의 분자량이 280 이하이면, 고분자 액정성 화합물의 용해성이 우수하며, 또한, 높은 배향도의 광흡수 이방성층이 얻어진다.
한편, 반복 단위 (3)의 분자량이 280을 초과하면, 상기 반복 단위 (1), 반복 단위 (21) 또는 반복 단위 (22)의 부분의 액정 배향을 흐트려 버려, 배향도가 낮아지는 경우가 있다. 또, 고분자 액정성 화합물 중에 용매가 들어가기 어려워지므로, 고분자 액정성 화합물의 용해성이 저하되는 경우가 있다.
반복 단위 (3)의 구체예로서는, 가교성기(예를 들면, 에틸렌성 불포화기)를 포함하지 않는 반복 단위(이하, "반복 단위 (3-1)"이라고도 한다.), 및, 가교성기를 포함하는 반복 단위(이하, "반복 단위 (3-2)"라고도 한다.)를 들 수 있다.
·반복 단위 (3-1)
반복 단위 (3-1)의 중합에 사용되는 모노머의 구체예로서는, 아크릴산[72.1], α-알킬아크릴산류(예를 들면, 메타크릴산[86.1], 이타콘산[130.1]), 그들로부터 유도되는 에스터류 및 아마이드류(예를 들면, N-i-프로필아크릴아마이드[113.2], N-n-뷰틸아크릴아마이드[127.2], N-t-뷰틸아크릴아마이드[127.2], N,N-다이메틸아크릴아마이드[99.1], N-메틸메타크릴아마이드[99.1], 아크릴아마이드[71.1], 메타크릴아마이드[85.1], 다이아세톤아크릴아마이드[169.2], 아크릴로일모폴린[141.2], N-메틸올아크릴아마이드[101.1], N-메틸올메타크릴아마이드[115.1], 메틸아크릴레이트[86.0], 에틸아크릴레이트[100.1], 하이드록시에틸아크릴레이트[116.1], n-프로필아크릴레이트[114.1], i-프로필아크릴레이트[114.2], 2-하이드록시프로필아크릴레이트[130.1], 2-메틸-2-나이트로프로필아크릴레이트[173.2], n-뷰틸아크릴레이트[128.2], i-뷰틸아크릴레이트[128.2], t-뷰틸아크릴레이트[128.2], t-펜틸아크릴레이트[142.2], 2-메톡시에틸아크릴레이트[130.1], 2-에톡시에틸아크릴레이트[144.2], 2-에톡시에톡시에틸아크릴레이트[188.2], 2,2,2-트라이플루오로에틸아크릴레이트[154.1], 2,2-다이메틸뷰틸아크릴레이트[156.2], 3-메톡시 뷰틸아크릴레이트[158.2], 에틸카비톨아크릴레이트[188.2], 페녹시에틸아크릴레이트[192.2], n-펜틸아크릴레이트[142.2], n-헥실아크릴레이트[156.2], 사이클로헥실아크릴레이트[154.2], 사이클로펜틸아크릴레이트[140.2], 벤질아크릴레이트[162.2], n-옥틸아크릴레이트[184.3], 2-에틸헥실아크릴레이트[184.3], 4-메틸-2-프로필펜틸아크릴레이트[198.3], 메틸메타크릴레이트[100.1], 2,2,2-트라이플루오로에틸메타크릴레이트[168.1], 하이드록시에틸메타크릴레이트[130.1], 2-하이드록시프로필메타크릴레이트[144.2], n-뷰틸메타크릴레이트[142.2], i-뷰틸메타크릴레이트[142.2], sec-뷰틸메타크릴레이트[142.2], n-옥틸메타크릴레이트[198.3], 2-에틸헥실메타크릴레이트[198.3], 2-메톡시에틸메타크릴레이트[144.2], 2-에톡시에틸메타크릴레이트[158.2], 벤질메타크릴레이트[176.2], 2-노보닐메틸메타크릴레이트[194.3], 5-노보넨-2-일 메틸메타크릴레이트[194.3], 다이메틸아미노에틸메타크릴레이트[157.2]), 바이닐에스터류(예를 들면, 아세트산 바이닐[86.1]), 말레산 또는 푸마르산으로부터 유도되는 에스터류(예를 들면, 말레산 다이메틸[144.1], 푸마르산 다이에틸[172.2]), 말레이미드류(예를 들면, N-페닐말레이미드[173.2]), 말레산[116.1], 푸마르산[116.1], p-스타이렌설폰산[184.1], 아크릴로나이트릴[53.1], 메타크릴로나이트릴[67.1], 다이엔류(예를 들면, 뷰타다이엔[54.1], 사이클로펜타다이엔[66.1], 아이소프렌[68.1]), 방향족 바이닐 화합물(예를 들면, 스타이렌[104.2], p-클로로스타이렌[138.6], t-뷰틸스타이렌[160.3], α-메틸스타이렌[118.2]), N-바이닐피롤리돈[111.1], N-바이닐옥사졸리돈[113.1], N-바이닐석신이미드[125.1], N-바이닐폼아마이드[71.1], N-바이닐-N-메틸폼아마이드[85.1], N-바이닐아세트아마이드[85.1], N-바이닐-N-메틸아세트아마이드[99.1], 1-바이닐이미다졸[94.1], 4-바이닐피리딘[105.2], 바이닐설폰산[108.1], 바이닐설폰산 나트륨[130.2], 알릴설폰산 나트륨[144.1], 메탈릴설폰산 나트륨[158.2], 바이닐리덴 클로라이드[96.9], 바이닐알킬에터류(예를 들면, 메틸바이닐에터[58.1]), 에틸렌[28.0], 프로필렌[42.1], 1-뷰텐[56.1], 및, 아이소뷰텐[56.1]을 들 수 있다. 또한, [ ] 내의 수치는, 모노머의 분자량을 의미한다.
상기 모노머는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 모노머 중에서도, 아크릴산, α-알킬아크릴산류, 그들로부터 유도되는 에스터류 및 아마이드류, 아크릴로나이트릴, 메타크릴로나이트릴, 및, 방향족 바이닐 화합물이 바람직하다.
상기 이외의 모노머로서는, 예를 들면, 리서치 디스클로져 No. 1955(1980년, 7월)에 기재된 화합물을 사용할 수 있다.
이하에 있어서, 반복 단위 (3-1)의 구체예 및 그 분자량을 나타내지만, 본 발명은 이들 구체예에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 17]
Figure pat00017
·반복 단위 (3-2)
반복 단위 (3-2)에 있어서, 가교성기의 구체예로서는, 상기 식 (P-1)~(P-30)으로 나타나는 기를 들 수 있으며, 바이닐기, 뷰타다이엔기, (메트)아크릴기, (메트)아크릴아마이드기, 아세트산 바이닐기, 푸마르산 에스터기, 스타이릴기, 바이닐피롤리돈기, 무수 말레산기, 말레이미드기, 바이닐에터기, 에폭시기, 옥세탄일기가 보다 바람직하다.
반복 단위 (3-2)는, 중합이 용이한 점에서, 하기 식 (3)으로 나타나는 반복 단위인 것이 바람직하다.
[화학식 18]
Figure pat00018
상기 식 (3) 중, PC32는 반복 단위의 주쇄를 나타내고, 보다 구체적으로는 상기 식 (1) 중의 PC1과 동일한 구조를 나타내며, L32는 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고, 보다 구체적으로는 상기 식 (1) 중의 L1과 동일한 구조를 나타내며, P32는 상기 식 (P-1)~(P-30)으로 나타나는 가교성기를 나타낸다.
이하에 있어서, 반복 단위 (3-2)의 구체예 및 그 중량 평균 분자량(Mw)을 나타내지만, 본 발명은 이들 구체예에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 19]
Figure pat00019
반복 단위 (3)의 함유량은, 고분자 액정성 화합물이 갖는 전체 반복 단위(100질량%)에 대하여, 14질량% 미만이며, 7질량% 이하가 바람직하고, 5질량% 이하가 보다 바람직하다. 반복 단위 (3)의 함유량의 하한값은, 고분자 액정성 화합물이 갖는 전체 반복 단위(100질량%)에 대하여, 2질량% 이상이 바람직하고, 3질량% 이상이 보다 바람직하다. 반복 단위 (3)의 함유량이 14질량% 미만이면, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상된다. 반복 단위 (3)의 함유량이 2질량% 이상이면, 고분자 액정성 화합물의 용해성이 보다 향상된다.
반복 단위 (3)은, 고분자 액정성 화합물 중에 있어서, 1종 단독으로 포함되어 있어도 되고, 2종 이상 포함되어 있어도 된다. 반복 단위 (3)을 2종 이상 포함하는 경우에는, 그 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
(반복 단위 (4))
고분자 액정성 화합물은, 밀착성이나 면상 균일성을 향상시키는 점에서, 분자쇄가 긴 유연한 구조(후술하는 식 (4)의 SP4)를 갖는 반복 단위 (4)를 포함할 수 있다. 이 이유에 대해서는 이하와 같이 추정하고 있다.
즉, 이와 같은 분자쇄가 긴 유연한 구조를 포함함으로써, 고분자 액정성 화합물을 구성하는 분자쇄끼리의 엉킴이 발생하기 쉬워져, 광흡수 이방성층의 응집 파괴(구체적으로는, 광흡수 이방성층 자체가 파괴되는 것)가 억제된다. 그 결과, 광흡수 이방성층과, 하지(下地)층(예를 들면, 기재(基材) 또는 배향막)의 밀착성이 향상된다고 추측된다. 또, 면상 균일성의 저하는, 이색성 물질과 고분자 액정성 화합물의 상용성(相溶性)이 낮기 때문에 발생한다고 생각된다. 즉, 이색성 물질과 고분자 액정성 화합물은 상용성이 불충분하면, 석출되는 이색성 물질을 핵으로 하는 면상 불량(배향 결함)이 발생한다고 생각된다. 이에 대하여, 고분자 액정성 화합물이 분자쇄가 긴 유연한 구조를 포함함으로써, 이색성 물질의 석출이 억제되어, 면상 균일성이 우수한 광흡수 이방성층이 얻어졌다고 추측된다. 여기에서, 면상 균일성이 우수하다는 것은, 고분자 액정성 화합물을 포함하는 액정 조성물이 하지층(예를 들면, 기재 또는 배향막) 상에서 뭉쳐져 발생하는 배향 결함이 적은 것을 의미한다.
상기 반복 단위 (4)는, 하기 식 (4)로 나타나는 반복 단위이다.
[화학식 20]
Figure pat00020
상기 식 (4) 중, PC4는 반복 단위의 주쇄를 나타내고, 보다 구체적으로는 상기 식 (1) 중의 PC1과 동일한 구조를 나타내며, L4는 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고, 보다 구체적으로는 상기 식 (1) 중의 L1과 동일한 구조를 나타내며(단결합이 바람직하다), SP4는 주쇄의 원자수가 10 이상인 알킬렌기를 나타내고, T4는 말단기를 나타내며, 보다 구체적으로는 상기 식 (1) 중의 T1과 동일한 구조를 나타낸다.
PC4의 구체예 및 적합 양태는, 식 (1)의 PC1과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
L4로서는, 본 발명의 효과가 보다 발휘되는 점에서, 단결합이 바람직하다.
식 (4) 중, SP4는, 주쇄의 원자수가 10 이상인 알킬렌기를 나타낸다. 단, SP4가 나타내는 알킬렌기를 구성하는 1개 이상의 -CH2-는, 상술한 "SP-C"로부터 치환되어 있어도 되고, 특히, -O-, -S-, -N(R21)-, -C(=O)-, -C(=S)-, -C(R22)=C(R23)-, 알카인일렌기, -Si(R24)(R25)-, -N=N-, -C(R26)=N-N=C(R27)-, -C(R28)=N- 및 S(=O)2-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기로 치환되어 있는 것이 바람직하다. 단, R21~R28은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기 또는 탄소수 1~10의 직쇄 혹은 분기의 알킬기를 나타낸다. 또, SP4가 나타내는 알킬렌기를 구성하는 1개 이상의 -CH2-에 포함되는 수소 원자는, 상술한 "SP-H"에 의하여 치환되어 있어도 된다.
SP4의 주쇄의 원자수는, 10 이상이며, 밀착성 및 면상 균일성 중 적어도 일방이 보다 우수한 광흡수 이방성층이 얻어지는 점에서, 15 이상이 바람직하고, 19 이상이 보다 바람직하다. 또, SP2의 주쇄의 원자수의 상한은, 배향도가 보다 우수한 광흡수 이방성층이 얻어지는 점에서, 70 이하가 바람직하고, 60 이하가 보다 바람직하며, 50 이하가 특히 바람직하다.
여기에서, SP4에 있어서의 "주쇄"란, L4와 T4를 직접 연결하기 위하여 필요한 부분 구조를 의미하며, "주쇄의 원자수"란, 상기 부분 구조를 구성하는 원자의 개수를 의미한다. 환언하면, SP4에 있어서의 "주쇄"는, L4와 T4를 연결하는 원자의 수가 최단이 되는 부분 구조이다. 예를 들면, SP4가 3,7-다이메틸데칸일기인 경우의 주쇄의 원자수는 10이며, SP4가 4,6-다이메틸도데칸일기인 경우의 주쇄의 원자수는 12이다. 또, 하기 식 (4-1)에 있어서는, 점선의 사각형으로 나타내는 범위 내가 SP4에 상당하고, SP4의 주쇄의 원자수(점선의 동그라미로 둘러싼 원자의 합계수에 상당)는 11이다.
[화학식 21]
Figure pat00021
SP4가 나타내는 알킬렌기는, 직쇄상이어도 되고 분기상이어도 된다.
SP4가 나타내는 알킬렌기의 탄소수는, 배향도가 보다 우수한 광흡수 이방성층이 얻어지는 점에서, 8~80이 바람직하고, 15~80이 보다 바람직하며, 25~70이 더 바람직하고, 25~60이 특히 바람직하다.
SP4가 나타내는 알킬렌기를 구성하는 1개 이상의 -CH2-는, 밀착성 및 면상 균일성이 보다 우수한 광흡수 이방성층이 얻어지는 점에서, 상술한 "SP-C"에 의하여 치환되어 있는 것이 바람직하다.
또, SP4가 나타내는 알킬렌기를 구성하는 -CH2-가 복수 존재하는 경우, 밀착성 및 면상 균일성이 보다 우수한 광흡수 이방성층이 얻어지는 점에서, 복수의 -CH2-의 일부만이 상술한 "SP-C"에 의하여 치환되어 있는 것이 보다 바람직하다.
"SP-C" 중, -O-, -S-, -N(R21)-, -C(=O)-, -C(=S)-, -C(R22)=C(R23)-, 알카인일렌기, -Si(R24)(R25)-, -N=N-, -C(R26)=N-N=C(R27)-, -C(R28)=N- 및 S(=O)2-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기가 바람직하고, 밀착성 및 면상 균일성이 보다 우수한 광흡수 이방성층이 얻어지는 점에서, -O-, -N(R21)-, -C(=O)- 및 S(=O)2-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기가 더 바람직하며, -O-, -N(R21)- 및 C(=O)-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기가 특히 바람직하다.
특히, SP4는, 알킬렌기를 구성하는 1개 이상의 -CH2-가 -O-에 의하여 치환된 옥시알킬렌 구조, 알킬렌기를 구성하는 1개 이상의 -CH2-CH2-가 -O- 및 C(=O)-에 의하여 치환된 에스터 구조, 및, 알킬렌기를 구성하는 1개 이상의 -CH2-CH2-CH2-가 -O-, -C(=O)- 및 NH-에 의하여 치환된 유레테인 결합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 기인 것이 바람직하다.
SP4가 나타내는 알킬렌기를 구성하는 1개 이상의 -CH2-에 포함되는 수소 원자는, 상술한 "SP-H"에 의하여 치환되어 있어도 된다. 이 경우, -CH2-에 포함되는 수소 원자의 1개 이상이 "SP-H"로 치환되어 있으면 된다. 즉, -CH2-에 포함되는 수소 원자의 1개만이 "SP-H"에 의하여 치환되어 있어도 되고, -CH2-에 포함되는 수소 원자의 전부(2개)가 "SP-H"에 의하여 치환되어 있어도 된다.
"SP-H" 중, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, 하이드록시기, 탄소수 1~10의 직쇄상의 알킬기 및 탄소수 1~10의 분기상의 알킬기, 탄소수 1~10 할로젠화 알킬기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기인 것이 바람직하고, 하이드록시기, 탄소수 1~10의 직쇄상의 알킬기 및 탄소수 1~10의 분기상의 알킬기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기가 더 바람직하다.
T4는, 상술한 바와 같이, T1과 동일한 말단기를 나타내고, 수소 원자, 메틸기, 하이드록시기, 카복시기, 설폰산기, 인산기, 보론산기, 아미노기, 사이아노기, 나이트로기, 치환기를 갖고 있어도 되는 페닐기, -L-CL(L은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. 2가의 연결기의 구체예는 상술한 LW 및 SPW와 동일하다. CL은 가교성기를 나타내고, 상기 Q1 또는 Q2로 나타나는 기를 들 수 있으며, 상기 식 (P-1)~(P-30)으로 나타나는 가교성기가 바람직하다.)인 것이 바람직하고, 상기 CL로서는, 바이닐기, 뷰타다이엔기, (메트)아크릴기, (메트)아크릴아마이드기, 아세트산 바이닐기, 푸마르산 에스터기, 스타이릴기, 바이닐피롤리돈기, 무수 말레산기, 말레이미드기, 바이닐에터기, 에폭시기, 또는, 옥세탄일기가 바람직하다.
에폭시기는, 에폭시사이클로알킬기여도 되며, 에폭시사이클로알킬기에 있어서의 사이클로알킬기 부분의 탄소수는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 3~15가 바람직하고, 5~12가 보다 바람직하며, 6(즉, 에폭시사이클로알킬기가 에폭시사이클로헥실기인 경우)이 특히 바람직하다.
옥세탄일기의 치환기로서는, 탄소수 1~10의 알킬기를 들 수 있으며, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 탄소수 1~5의 알킬기가 바람직하다. 옥세탄일기의 치환기로서의 알킬기는, 직쇄상이어도 되고 분기상이어도 되지만, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서 직쇄상인 것이 바람직하다.
페닐기의 치환기로서는, 보론산기, 설폰산기, 바이닐기, 및, 아미노기를 들 수 있으며, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 보론산기가 바람직하다.
반복 단위 (4)의 구체예로서는, 예를 들면 이하의 구조를 들 수 있지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기 구체예에 있어서, n1은 2 이상의 정수를 나타내고, n2는 1 이상의 정수를 나타낸다.
[화학식 22]
Figure pat00022
반복 단위 (4)의 함유량은, 고분자 액정성 화합물이 갖는 전체 반복 단위(100질량%)에 대하여, 2~20질량%가 바람직하고, 3~18질량%가 보다 바람직하다. 반복 단위 (4)의 함유량이 2질량% 이상이면, 밀착성이 보다 우수한 광흡수 이방성층이 얻어진다. 또, 반복 단위 (4)의 함유량이 20질량% 이하이면, 면상 균일성이 보다 우수한 광흡수 이방성층이 얻어진다.
반복 단위 (4)는, 고분자 액정성 화합물 중에 있어서, 1종 단독으로 포함되어 있어도 되고, 2종 이상 포함되어 있어도 된다. 반복 단위 (4)가 2종 이상 포함되는 경우, 상기 반복 단위 (4)의 함유량은, 반복 단위 (4)의 함유량의 합계를 의미한다.
(반복 단위 (5))
고분자 액정성 화합물은, 면상 균일성의 관점에서, 다관능 모노머를 중합하여 도입되는 반복 단위 (5)를 포함할 수 있다. 특히 배향도의 저하를 억제하면서 면상 균일성을 향상시키기 위해서는, 이 다관능 모노머를 중합하여 도입되는 반복 단위 (5)를 10질량% 이하 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 반복 단위 (5)를 10질량% 이하 포함함으로써 배향도의 저하를 억제하면서 면상 균일성이 향상되는 이유로서는 이하와 같이 추정하고 있다.
반복 단위 (5)는, 다관능 모노머를 중합하여, 고분자 액정성 화합물에 도입되는 단위이다. 그 때문에, 고분자 액정성 화합물에는, 반복 단위 (5)에 의하여 3차원 가교 구조를 형성한 고분자량체가 포함되어 있다고 생각된다. 여기에서, 반복 단위 (5)의 함유량은 적기 때문에, 반복 단위 (5)를 포함하는 고분자량체의 함유율은 약간이라고 생각된다.
이와 같이 3차원 가교 구조를 형성한 고분자량체가 약간 존재함으로써, 액정 조성물의 뭉침이 억제되어, 면상 균일성이 우수한 광흡수 이방성층이 얻어졌다고 추측된다.
또, 고분자량체의 함유량이 약간이기 때문에, 배향도의 저하가 억제된다는 효과를 유지할 수 있었다고 추측된다.
상기 다관능 모노머를 중합하여 도입되는 반복 단위 (5)는, 하기 식 (5)로 나타나는 반복 단위인 것이 바람직하다.
[화학식 23]
Figure pat00023
식 (5) 중, PC5A 및 PC5B는 반복 단위의 주쇄를 나타내고, 보다 구체적으로는 상기 식 (1) 중의 PC1과 동일한 구조를 나타내며, L5A 및 L5B는 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고, 보다 구체적으로는 상기 식 (1) 중의 L1과 동일한 구조를 나타내며, SP5A 및 SP5B는 스페이서기를 나타내고, 보다 구체적으로는 상기 식 (1) 중의 SP1과 동일한 구조를 나타내며, MG5A 및 MG5B는 메소젠 구조, 보다 구체적으로는 상기 식 (LC) 중의 메소젠기(MG)와 동일한 구조를 나타내고, a 및 b는 0 또는 1의 정수를 나타낸다.
PC5A 및 PC5B는, 동일한 기여도 되고, 서로 상이한 기여도 되지만, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상되는 점에서, 동일한 기인 것이 바람직하다. L5A 및 L5B는, 모두 단결합이어도 되며, 동일한 기여도 되고, 서로 상이한 기여도 되지만, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상되는 점에서, 모두 단결합 또는 동일한 기인 것이 바람직하고, 동일한 기인 것이 보다 바람직하다.
SP5A 및 SP5B는, 모두 단결합이어도 되며, 동일한 기여도 되고, 서로 상이한 기여도 되지만, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상되는 점에서, 모두 단결합 또는 동일한 기인 것이 바람직하며, 동일한 기인 것이 보다 바람직하다.
여기에서, 식 (5)에 있어서의 동일한 기란, 각 기가 결합하는 방향을 불문하고 화학 구조가 동일하다라는 의미이며, 예를 들면, SP5A가 *-CH2-CH2-O-**(*는 L5A와의 결합 위치를 나타내고, **는 MG5A와의 결합 위치를 나타낸다.)이고, SP5B가 *-O-CH2-CH2-**(*는 MG5B와의 결합 위치를 나타내고, **는 L5B와의 결합 위치를 나타낸다.)인 경우도, 동일한 기이다.
a 및 b는 각각 독립적으로, 0 또는 1의 정수이며, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상되는 점에서, 1인 것이 바람직하다.
a 및 b는, 동일해도 되고, 상이해도 되지만, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상되는 점에서, 모두 1인 것이 바람직하다.
a 및 b의 합계는, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상되는 점에서, 1 또는 2인 것이 바람직하고(즉, 식 (5)로 나타나는 반복 단위가 메소젠기를 갖는 것), 2인 것이 보다 바람직하다.
-(MG5A)a-(MG5B)b-로 나타나는 부분 구조는, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상되는 점에서, 환상 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상되는 점에서, -(MG5A2)a-(MG5B)b-로 나타나는 부분 구조에 있어서의 환상 구조의 개수는, 2개 이상이 바람직하고, 2~8개가 보다 바람직하며, 2~6개가 더 바람직하고, 2~4개가 특히 바람직하다.
MG5A 및 MG5B가 나타내는 메소젠기는 각각 독립적으로, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상되는 점에서, 환상 구조를 1개 이상 포함하는 것이 바람직하고, 2~4개 포함하는 것이 바람직하며, 2~3개 포함하는 것이 보다 바람직하고, 2개 포함하는 것이 특히 바람직하다.
환상 구조의 구체예로서는, 방향족 탄화 수소기, 복소환기, 및 지환식기를 들 수 있으며, 이들 중에서도 방향족 탄화 수소기 및 지환식기가 바람직하다.
MG5A 및 MG5B는, 동일한 기여도 되고, 서로 상이한 기여도 되지만, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상되는 점에서, 동일한 기인 것이 바람직하다.
MG5A 및 MG5B가 나타내는 메소젠기로서는, 액정성의 발현, 액정상 전이 온도의 조정, 원료 입수성 및 합성 적성이라는 관점, 및, 본 발명의 효과가 보다 우수한 관점에서, 상기 식 (LC) 중의 메소젠기(MG)인 것이 바람직하다.
특히, 반복 단위 (5)는, PC5A와 PC5B가 동일한 기이며, L5A와 L5B가 모두 단결합 또는 동일한 기이고, SP5A와 SP5B가 모두 단결합 또는 동일한 기이며, MG5A와 MG5B가 동일한 기인 것이 바람직하다. 이로써, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상된다.
반복 단위 (5)의 함유량은, 고분자 액정성 화합물이 갖는 전체 반복 단위의 함유량(100질량%)에 대하여, 10질량% 이하가 바람직하고, 0.001~5질량%가 보다 바람직하며, 0.05~3질량%가 더 바람직하다.
반복 단위 (5)는, 고분자 액정성 화합물 중에 있어서, 1종 단독으로 포함되어 있어도 되고, 2종 이상 포함되어 있어도 된다. 반복 단위 (5)를 2종 이상 포함하는 경우에는, 그 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
(별 형상 폴리머)
고분자 액정성 화합물은, 별 형상 폴리머여도 된다. 본 발명에 있어서의 별 형상 폴리머란, 핵을 기점으로 하여 뻗는 폴리머쇄를 3개 이상 갖는 폴리머를 의미하며, 구체적으로는, 하기 식 (6)으로 나타난다.
고분자 액정성 화합물로서 식 (6)으로 나타나는 별 형상 폴리머는, 고용해성(용매에 대한 용해성이 우수한 것)이면서, 배향도가 높은 광흡수 이방성층을 형성할 수 있다.
[화학식 24]
Figure pat00024
식 (6) 중, nA는, 3 이상의 정수를 나타내고, 4 이상의 정수가 바람직하다. nA의 상한값은, 이에 한정되지 않지만, 통상 12 이하이며, 6 이하가 바람직하다.
복수의 PI는 각각 독립적으로, 상기 식 (1), (21), (22), (3), (4), (5)로 나타나는 반복 단위 중 어느 하나를 포함하는 폴리머쇄를 나타낸다. 단, 복수의 PI 중 적어도 하나는, 상기 식 (1)로 나타나는 반복 단위를 포함하는 폴리머쇄를 나타낸다.
A는, 별 형상 폴리머의 핵이 되는 원자단을 나타낸다. A의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 2011-074280호의 [0052]~[0058]단락, 일본 공개특허공보 2012-189847호의 [0017]~[0021]단락, 일본 공개특허공보 2013-031986호의 [0012]~[0024]단락, 일본 공개특허공보 2014-104631호의 [0118]~[0142]단락 등에 기재된 다관능 싸이올 화합물의 싸이올기로부터 수소 원자를 제거한 구조를 들 수 있다. 이 경우, A와 PI는, 설파이드 결합에 의하여 결합된다.
A의 유래가 되는 상기 다관능 싸이올 화합물의 싸이올기의 수는, 3개 이상이 바람직하고, 4 이상이 보다 바람직하다. 다관능 싸이올 화합물의 싸이올기의 수의 상한값은, 통상 12 이하이며, 6 이하가 바람직하다.
다관능 싸이올 화합물의 구체예를 이하에 나타낸다.
[화학식 25]
Figure pat00025
고분자 액정성 화합물은, 배향도를 향상시키는 관점에서, 서모트로픽성 액정, 또한, 결정성 고분자여도 된다.
(서모트로픽성 액정)
서모트로픽성 액정이란, 온도 변화에 의하여 액정상으로의 전이를 나타내는 액정이다.
특정 화합물은, 서모트로픽성 액정이며, 네마틱상 및 스멕틱상 중 어느 것을 나타내도 되지만, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 높아지고, 또한, 헤이즈가 보다 관찰되기 어려워지는(헤이즈가 보다 양호해지는) 이유에서, 적어도 네마틱상을 나타내는 것이 바람직하다.
네마틱상을 나타내는 온도 범위는, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 높아지고, 또한, 헤이즈가 보다 관찰되기 어려워지는 점에서, 실온(23℃)~450℃인 것이 바람직하고, 취급이나 제조 적성의 관점에서, 40℃~400℃인 것이 보다 바람직하다.
(결정성 고분자)
결정성 고분자란, 온도 변화에 의하여 결정상으로의 전이를 나타내는 고분자이다. 결정성 고분자는 결정상으로의 전이 외에 유리 전이를 나타내는 것이어도 된다.
결정성 고분자는, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 높아지고, 또한, 헤이즈가 보다 관찰되기 어려워지는 점에서, 가열했을 때에 결정상으로부터 액정상으로의 전이를 갖는(도중에 유리 전이가 있어도 되는) 고분자 액정성 화합물, 또는, 가열에 의하여 액정 상태로 한 후에 온도를 하강시켰을 때에 결정상으로의 전이(도중에 유리 전이가 있어도 된다)를 갖는 고분자 액정성 화합물인 것이 바람직하다.
또한, 고분자 액정성 화합물의 결정성의 유무는 이하와 같이 평가한다.
광학 현미경(Nikon사제 ECLIPSE E600 POL)의 2매의 광흡수 이방성층을 서로 직교하도록 배치하고, 2매의 광흡수 이방성층의 사이에 샘플대(臺)를 세팅한다. 그리고, 고분자 액정성 화합물을 슬라이드 글라스에 소량 올리고, 샘플대 상에 둔 핫 스테이지 상에 슬라이드 글라스를 세팅한다. 샘플의 상태를 관찰하면서, 고분자 액정성 화합물이 액정성을 나타내는 온도까지 핫 스테이지의 온도를 높여, 고분자 액정성 화합물을 액정 상태로 한다. 고분자 액정성 화합물이 액정 상태가 된 후, 핫 스테이지의 온도를 서서히 강하시키면서 액정상 전이의 거동을 관찰하고, 액정상 전이의 온도를 기록한다. 또한, 고분자 액정성 화합물이 복수의 액정상(예를 들면 네마틱상과 스멕틱상)을 나타내는 경우, 그 전이 온도도 모두 기록한다.
다음으로, 고분자 액정성 화합물의 샘플 약 5mg을 알루미늄 팬에 넣어 덮개를 하고, 시차 주사 열량계(DSC)에 세팅한다(레퍼런스로서 빈 알루미늄 팬을 사용). 상기에서 측정한 고분자 액정성 화합물이 액정상을 나타내는 온도까지 가열하고, 그 후, 온도를 1분 유지한다. 그 후, 10℃/분의 속도로 강온시키면서, 열량 측정을 행한다. 얻어진 열량의 스펙트럼으로부터 발열 피크를 확인한다.
그 결과, 액정상 전이의 온도 이외의 온도에서 발열 피크가 관측된 경우는, 그 발열 피크가 결정화에 의한 피크이며, 고분자 액정성 화합물은 결정성을 갖는다고 할 수 있다.
한편, 액정상 전이의 온도 이외의 온도에서 발열 피크가 관측되지 않은 경우는, 고분자 액정성 화합물은 결정성을 갖지 않는다고 할 수 있다.
결정성 고분자를 얻는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 구체예로서는, 상기 반복 단위 (1)을 포함하는 고분자 액정성 화합물을 이용하는 방법이 바람직하고, 그중에서도, 상기 반복 단위 (1)을 포함하는 고분자 액정성 화합물에 있어서의 적합한 양태를 이용하는 방법이 보다 바람직하다.
·결정화 온도
고분자 액정성 화합물의 결정화 온도는, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 높아지고, 또한, 헤이즈가 보다 관찰되기 어려워지는 점에서, -50℃ 이상 150℃ 미만인 것이 바람직하고, 그중에서도 120℃ 이하인 것이 보다 바람직하며, -20℃ 이상 120℃ 미만인 것이 더 바람직하고, 그중에서도 95℃ 이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 고분자 액정성 화합물의 결정화 온도는, 헤이즈를 줄이는 관점에서, 150℃ 미만인 것이 바람직하다.
또한, 결정화 온도는, 상술한 DSC에 있어서의 결정화에 의한 발열 피크의 온도이다.
(분자량)
고분자 액정성 화합물의 중량 평균 분자량(Mw)은, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 1000~500000이 바람직하고, 2000~300000이 보다 바람직하다. 고분자 액정성 화합물의 Mw가 상기 범위 내에 있으면, 고분자 액정성 화합물의 취급이 용이해진다.
특히, 도포 시의 크랙 억제의 관점에서, 고분자 액정성 화합물의 중량 평균 분자량(Mw)은, 10000 이상이 바람직하고, 10000~300000이 보다 바람직하다.
또, 배향도의 온도 래티튜드의 관점에서, 고분자 액정성 화합물의 중량 평균 분자량(Mw)은, 10000 미만이 바람직하고, 2000 이상 10000 미만이 보다 바람직하다.
여기에서, 본 발명에 있어서의 중량 평균 분자량 및 수평균 분자량은, 젤 침투 크로마토그래프(GPC)법에 의하여 측정된 값이다.
·용매(용리액): N-메틸피롤리돈
·장치명: TOSOH HLC-8220GPC
·칼럼: TOSOH TSKgelSuper AWM-H(6mm×15cm)를 3개 접속하여 사용
·칼럼 온도: 25℃
·시료 농도: 0.1질량%
·유속: 0.35mL/min
·교정 곡선: TOSOH제 TSK 표준 폴리스타이렌 Mw=2800000~1050(Mw/Mn=1.03~1.06)까지의 7개 샘플에 의한 교정 곡선을 사용
고분자 액정성 화합물의 액정성은, 네마틱성 및 스멕틱성 중 어느 것을 나타내도 되지만, 적어도 네마틱성을 나타내는 것이 바람직하다.
네마틱상을 나타내는 온도 범위는, 0℃~450℃인 것이 바람직하고, 취급이나 제조 적성의 관점에서, 30℃~400℃인 것이 바람직하다.
<함유량>
액정성 화합물의 함유량은, 액정 조성물의 전고형분(100질량%)에 대하여, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 10~97질량%가 바람직하고, 40~95질량%가 보다 바람직하며, 60~95질량%가 더 바람직하다.
액정성 화합물이 고분자 액정성 화합물을 포함하는 경우, 고분자 액정성 화합물의 함유량은, 액정성 화합물의 전체 질량(100질량부)에 대하여, 10~99질량%가 바람직하고, 30~95질량%가 보다 바람직하며, 40~90질량%가 더 바람직하다.
액정성 화합물이 저분자 액정성 화합물을 포함하는 경우, 저분자 액정성 화합물의 함유량은, 액정성 화합물의 전체 질량(100질량부)에 대하여, 1~90질량%가 바람직하고, 5~70질량%가 보다 바람직하며, 10~60질량%가 더 바람직하다.
액정성 화합물이 고분자 액정성 화합물 및 저분자 액정성 화합물의 양방을 포함하는 경우, 고분자 액정성 화합물의 함유량에 대한 저분자 액정성 화합물의 함유량의 질량비(저분자 액정성 화합물/고분자 액정성 화합물)는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 5/95~70/30이 바람직하고, 10/90~50/50이 보다 바람직하다.
여기에서, "액정 조성물에 있어서의 고형분"이란, 용매를 제외한 성분을 말하고, 고형분의 구체예로서는, 상기 액정성 화합물 및 후술하는 이색성 물질, 중합 개시제, 계면개량제 등을 들 수 있다.
(이색성 물질)
액정 조성물은, 이색성 물질을 더 함유한다.
본 발명에 있어서, 이색성 물질이란, 방향에 따라 흡광도가 상이한 색소를 의미한다. 이색성 물질은, 액정성을 나타내도 되고, 액정성을 나타내지 않아도 된다.
이색성 물질은, 특별히 한정되지 않고, 가시광 흡수 물질(이색성 색소), 발광 물질(형광 물질, 인광 물질), 자외선 흡수 물질, 적외선 흡수 물질, 비선형 광학 물질, 카본 나노 튜브, 및, 무기 물질(예를 들면 양자 로드) 등을 들 수 있으며, 종래 공지의 이색성 물질(이색성 색소)을 사용할 수 있다.
이색성 물질로서는, 특별히 한정되지 않지만, 이색성 아조 색소 화합물이 바람직하고, 통상 이른바 도포형 편광자에 이용되는 이색성 아조 색소 화합물을 이용할 수 있다. 이색성 아조 색소 화합물은, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 이색성 아조 색소를 사용할 수 있지만, 후술하는 화합물이 바람직하게 이용된다.
광흡수 이방성층 중에 있어서, 이색성 물질은 중합되어 있어도 된다.
이색성 아조 색소 화합물이 액정성을 나타내는 경우에는, 네마틱성 또는 스멕틱성 중 어느 것을 나타내도 된다. 액정상을 나타내는 온도 범위는, 실온(약 20℃~28℃)~300℃가 바람직하고, 취급성 및 제조 적성의 관점에서, 50℃~200℃인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 색조 조정의 관점에서, 광흡수 이방성층이, 파장 560~700nm의 범위에 극대 흡수 파장을 갖는 적어도 1종의 색소 화합물(이하, "제1 이색성 아조 색소 화합물"이라고도 약기한다.)과, 파장 455nm 이상 560nm 미만의 범위에 극대 흡수 파장을 갖는 적어도 1종의 색소 화합물(이하, "제2 이색성 아조 색소 화합물"이라고도 약기한다.)을 적어도 갖고 있는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 후술하는 식 (1)로 나타나는 이색성 아조 색소 화합물과, 후술하는 식 (2)로 나타나는 이색성 아조 색소 화합물을 적어도 갖고 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 3종 이상의 이색성 아조 색소 화합물을 병용해도 되고, 예를 들면, 광흡수 이방성층을 흑색에 가깝게 하는 관점에서, 제1 이색성 아조 색소 화합물과, 제2 이색성 아조 색소 화합물과, 파장 380nm 이상 455nm 미만의 범위(바람직하게는, 파장 380~454nm의 범위)에 극대 흡수 파장을 갖는 적어도 1종의 색소 화합물(이하, "제3 이색성 아조 색소 화합물"이라고도 약기한다.)을 병용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 내압압성이 보다 양호해지는 이유에서, 이색성 아조 색소 화합물이 가교성기를 갖고 있는 것이 바람직하다.
가교성기로서는, 구체적으로는, 예를 들면, (메트)아크릴로일기, 에폭시기, 옥세탄일기, 스타이릴기 등을 들 수 있으며, 그중에서도, (메트)아크릴로일기가 바람직하다.
·제1 이색성 아조 색소 화합물
제1 이색성 아조 색소 화합물은, 핵인 발색단과, 발색단의 말단에 결합하는 측쇄를 갖는 화합물인 것이 바람직하다.
발색단의 구체예로서는, 방향족환기(예를 들면, 방향족 탄화 수소기, 방향족 복소환기), 아조기 등을 들 수 있으며, 방향족환기 및 아조기의 양방을 갖는 구조가 바람직하고, 방향족 복소환기(바람직하게는 티에노싸이아졸기)와 2개의 아조기를 갖는 비스아조 구조가 보다 바람직하다.
측쇄로서는, 특별히 한정되지 않고, 후술하는 식 (1)의 L3, R2 또는 L4로 나타나는 기를 들 수 있다.
제1 이색성 아조 색소 화합물은, 광흡수 이방성층의 색조 조정의 관점에서, 560nm 이상 700nm이하(보다 바람직하게는 560~650nm, 특히 바람직하게는 560~640nm)의 범위에 최대 흡수 파장을 갖는 이색성 아조 색소 화합물인 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서의 이색성 아조 색소 화합물의 최대 흡수 파장(nm)은, 이색성 아조 색소 화합물을 양 용매 중에 용해시킨 용액을 이용하여, 분광 광도계에 의하여 측정되는 파장 380~800nm의 범위에 있어서의 자외 가시광 스펙트럼으로부터 구해진다.
본 발명에 있어서는, 형성되는 광흡수 이방성층의 배향도가 더 향상되는 이유에서, 제1 이색성 아조 색소 화합물이, 하기 식 (1)로 나타나는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 26]
Figure pat00026
식 (1) 중, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 페닐렌기, 또는, 치환기를 갖고 있어도 되는 나프틸렌기를 나타내고, 페닐렌기가 바람직하다. 치환기로서는, 상술한 치환기 W를 들 수 있다.
식 (1) 중, R1은, 수소 원자, 탄소수 1~20의 치환기를 갖고 있어도 되는 직쇄 혹은 분기상의 알킬기, 알콕시기, 알킬싸이오기, 알킬설폰일기, 알킬카보닐기, 알킬옥시카보닐기, 아실옥시기, 알킬카보네이트기, 알킬아미노기, 아실아미노기, 알킬카보닐아미노기, 알콕시카보닐아미노기, 알킬설폰일아미노기, 알킬설파모일기, 알킬카바모일기, 알킬설핀일기, 알킬유레이도기, 알킬 인산 아마이드기, 알킬이미노기, 또는, 알킬실릴기를 나타낸다. 치환기로서는, 상술한 치환기 W를 들 수 있다.
상기 알킬기를 구성하는 -CH2-는, -O-, -CO-, -C(O)-O-, -O-C(O)-, -Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-, -N(R1')-, -N(R1')-CO-, -CO-N(R1')-, -N(R1')-C(O)-O-, -O-C(O)-N(R1')-, -N(R1')-C(O)-N(R1')-, -CH=CH-, -C≡C-, -N=N-, -C(R1')=CH-C(O)- 또는 O-C(O)-O-에 의하여 치환되어 있어도 된다.
R1이 수소 원자 이외의 기인 경우, 각 기가 갖는 수소 원자는, 할로젠 원자, 나이트로기, 사이아노기, -N(R1')2, 아미노기, -C(R1')=C(R1')-NO2, -C(R1')=C(R1')-CN, 또는, -C(R1')=C(CN)2에 의하여 치환되어 있어도 된다.
R1'은, 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 직쇄 혹은 분기상의 알킬기를 나타낸다. 각 기에 있어서, R1'이 복수 존재하는 경우, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
식 (1) 중, R2 및 R3은 각각 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1~20의 치환기를 갖고 있어도 되는 직쇄 혹은 분기상의 알킬기, 알콕시기, 아실기, 알킬옥시카보닐기, 알킬아마이드기, 알킬설폰일기, 아릴기, 아릴카보닐기, 아릴설폰일기, 아릴옥시카보닐기, 또는, 아릴아마이드기를 나타낸다. 치환기로서는, 상술한 치환기 W를 들 수 있다.
상기 알킬기를 구성하는 -CH2-는, -O-, -S-, -C(O)-, -C(O)-O-, -O-C(O)-, -C(O)-S-, -S-C(O)-, -Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-, -NR2'-, -NR2'-CO-, -CO-NR2'-, -NR2'-C(O)-O-, -O-C(O)-NR2'-, -NR2'-C(O)-NR2'-, -CH=CH-, -C≡C-, -N=N-, -C(R2')=CH-C(O)-, 또는, -O-C(O)-O-에 의하여 치환되어 있어도 된다.
R2 및 R3이 수소 원자 이외의 기인 경우, 각 기가 갖는 수소 원자는, 할로젠 원자, 나이트로기, 사이아노기, -OH기, -N(R2')2, 아미노기, -C(R2')=C(R2')-NO2, -C(R2')=C(R2')-CN, 또는, -C(R2')=C(CN)2에 의하여 치환되어 있어도 된다.
R2'는, 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 직쇄 혹은 분기상의 알킬기를 나타낸다. 각 기에 있어서, R2'가 복수 존재하는 경우, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
R2 및 R3은, 서로 결합하여 환을 형성해도 되고, R2 또는 R3은, Ar2와 결합하여 환을 형성해도 된다.
내광성의 관점에서는, R1은 전자 흡인성기인 것이 바람직하고, R2 및 R3은 전자 공여성이 낮은 기인 것이 바람직하다.
이와 같은 기의 구체예로서 R1로서는, 알킬설폰일기, 알킬카보닐기, 알킬옥시카보닐기, 아실옥시기, 알킬설폰일아미노기, 알킬설파모일기, 알킬설핀일기, 및, 알킬유레이도기 등을 들 수 있으며, R2 및 R3으로서는, 하기의 구조의 기 등을 들 수 있다. 또한 하기의 구조의 기는, 상기 식 (1)에 있어서, R2 및 R3이 결합하는 질소 원자를 포함하는 형태로 나타낸다.
[화학식 27]
Figure pat00027
제1 이색성 아조 색소 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 28]
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00030
·제2 이색성 아조 색소 화합물
제2 이색성 아조 색소 화합물은, 제1 이색성 아조 색소 화합물과는 상이한 화합물이며, 구체적으로는 그 화학 구조가 상이하다.
제2 이색성 아조 색소 화합물은, 이색성 아조 색소 화합물의 핵인 발색단과, 발색단의 말단에 결합하는 측쇄를 갖는 화합물인 것이 바람직하다.
발색단의 구체예로서는, 방향족환기(예를 들면, 방향족 탄화 수소기, 방향족 복소환기), 아조기 등을 들 수 있으며, 방향족 탄화 수소기 및 아조기의 양방을 갖는 구조가 바람직하고, 방향족 탄화 수소기와 2 또는 3개의 아조기를 갖는 비스아조 또는 트리스아조 구조가 보다 바람직하다.
측쇄로서는, 특별히 한정되지 않고, 후술하는 식 (2)의 R4, R5 또는 R6으로 나타나는 기를 들 수 있다.
제2 이색성 아조 색소 화합물은, 파장 455nm 이상 560nm 미만의 범위에 최대 흡수 파장을 갖는 이색성 아조 색소 화합물이며, 광흡수 이방성층의 색조 조정의 관점에서, 파장 455~555nm의 범위에 최대 흡수 파장을 갖는 이색성 아조 색소 화합물인 것이 바람직하고, 파장 455~550nm의 범위에 최대 흡수 파장을 갖는 이색성 아조 색소 화합물인 것이 보다 바람직하다.
특히, 최대 흡수 파장이 560~700nm인 제1 이색성 아조 색소 화합물과, 최대 흡수 파장이 455nm 이상 560nm 미만인 제2 이색성 아조 색소 화합물을 이용하면, 광흡수 이방성층의 색조 조정이 보다 용이해진다.
제2 이색성 아조 색소 화합물은, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상되는 점에서, 식 (2)로 나타나는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 29]
Figure pat00031
식 (2) 중, n은 1 또는 2를 나타낸다.
식 (2) 중, Ar3, Ar4 및 Ar5는 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 페닐렌기, 치환기를 갖고 있어도 되는 나프틸렌기 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 복소환기를 나타낸다. 치환기로서는, 상술한 치환기 W를 들 수 있다.
복소환기로서는, 방향족 또는 비방향족 중 어느 것이어도 된다.
방향족 복소환기를 구성하는 탄소 이외의 원자로서는, 질소 원자, 황 원자 및 산소 원자를 들 수 있다. 방향족 복소환기가 탄소 이외의 환을 구성하는 원자를 복수 갖는 경우, 이들은 동일해도 되고 상이해도 된다.
방향족 복소환기의 구체예로서는, 예를 들면, 피리딜렌기(피리딘-다이일기), 피리다진-다이일기, 이미다졸-다이일기, 싸이엔일렌기(싸이오펜-다이일기), 퀴놀릴렌기(퀴놀린-다이일기), 아이소퀴놀릴렌기(아이소퀴놀린-다이일기), 옥사졸-다이일기, 싸이아졸-다이일기, 옥사다이아졸-다이일기, 벤조싸이아졸-다이일기, 벤조싸이아다이아졸-다이일기, 프탈이미드-다이일기, 티에노싸이아졸-다이일기, 싸이아졸로싸이아졸-다이일기, 티에노싸이오펜-다이일기, 및, 티에노옥사졸-다이일기 등을 들 수 있다.
식 (2) 중, R4의 정의는, 식 (1) 중의 R1과 동일하다.
식 (2) 중, R5 및 R6의 정의는 각각, 식 (1) 중의 R2 및 R3과 동일하다.
내광성의 관점에서는, R4는 전자 흡인성기인 것이 바람직하고, R5 및 R6은 전자 공여성이 낮은 기인 것이 바람직하다.
이와 같은 기 중, R4가 전자 흡인성기인 경우의 구체예는, R1이 전자 흡인성기인 경우의 구체예와 동일하며, R5 및 R6이 전자 공여성이 낮은 기인 경우의 구체예는, R2 및 R3이 전자 공여성이 낮은 기인 경우의 구체예와 동일하다.
제2 이색성 아조 색소 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 30]
Figure pat00032
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
(logP값의 차)
logP값은, 화학 구조의 친수성 및 소수성의 성질을 표현하는 지표이다. 제1 이색성 아조 색소 화합물의 측쇄의 logP값과, 제2 이색성 아조 색소 화합물의 측쇄의 logP값의 차의 절댓값(이하, "logP차"라고도 한다.)은, 2.30 이하가 바람직하고, 2.0 이하가 보다 바람직하며, 1.5 이하가 더 바람직하고, 1.0 이하가 특히 바람직하다. logP차가 2.30 이하이면, 제1 이색성 아조 색소 화합물과 제2 이색성 아조 색소 화합물의 친화성이 높아져, 배열 구조를 보다 형성하기 쉬워지기 때문에, 광흡수 이방성층의 배향도가 보다 향상된다.
또한, 제1 이색성 아조 색소 화합물 또는 제2 이색성 아조 색소 화합물의 측쇄가 복수 존재하는 경우, 적어도 하나의 logP차가 상기 값을 충족시키는 것이 바람직하다.
여기에서, 제1 이색성 아조 색소 화합물 및 제2 이색성 아조 색소 화합물의 측쇄란, 상술한 발색단의 말단에 결합하는 기를 의미한다. 예를 들면, 제1 이색성 아조 색소 화합물이 식 (1)로 나타나는 화합물인 경우, 식 (1) 중의 R1, R2 및 R3이 측쇄이며, 제2 이색성 아조 색소 화합물이 식 (2)로 나타나는 화합물인 경우, 식 (2) 중의 R4, R5 및 R6이 측쇄이다. 특히, 제1 이색성 아조 색소 화합물이 식 (1)로 나타나는 화합물이며, 제2 이색성 아조 색소 화합물이 식 (2)로 나타나는 화합물인 경우, R1과 R4의 logP값의 차, R1과 R5의 logP값의 차, R2와 R4의 logP값의 차, 및, R2와 R5의 logP값의 차 중, 적어도 하나의 logP차가 상기 값을 충족시키는 것이 바람직하다.
여기에서, logP값은, 화학 구조의 친수성 및 소수성의 성질을 표현하는 지표이며, 친소수 파라미터라고 불리는 경우가 있다. logP값은, ChemBioDraw Ultra 또는 HSPiP(Ver. 4. 1. 07) 등의 소프트웨어를 이용하여 계산할 수 있다. 또, OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Sections 1, Test No. 117의 방법 등에 의하여, 실험적으로 구할 수도 있다. 본 발명에서는 특별히 설명이 없는 한, HSPiP(Ver. 4. 1. 07)에 화합물의 구조식을 입력하여 산출되는 값을 logP값으로서 채용한다.
·제3 이색성 아조 색소 화합물
제3 이색성 아조 색소 화합물은, 제1 이색성 아조 색소 화합물 및 제2 이색성 아조 색소 화합물 이외의 이색성 아조 색소 화합물이며, 구체적으로는, 제1 이색성 아조 색소 화합물 및 제2 이색성 아조 색소 화합물과는 화학 구조가 상이하다. 광흡수 이방성층이 제3 이색성 아조 색소 화합물을 함유하면, 광흡수 이방성층의 색조의 조정이 용이해진다는 이점이 있다.
제3 이색성 아조 색소 화합물의 최대 흡수 파장은, 380nm 이상 455nm 미만이며, 385~454nm가 바람직하다.
제3 이색성 아조 색소 화합물의 구체예로서는, 국제 공개공보 제2017/195833호에 기재된 식 (1)로 나타나는 화합물을 들 수 있다. 화합물 중, 상기 제1 이색성 아조 색소 화합물 및 상기 제2 이색성 아조 색소 화합물 이외의 화합물을 들 수 있다.
이하에, 제3 이색성 아조 색소 화합물의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기 구체예 중, n은, 1~10의 정수를 나타낸다. 또, Me는, 메틸기를 나타낸다.
[화학식 31]
Figure pat00037
[화학식 32]
Figure pat00038
Figure pat00039
이색성 물질의 함유량은, 상술한 바와 같이, 액정 조성물의 전고형분 질량에 대하여 7.0질량% 이상이지만, 원하는 방향으로부터의 화상의 시인성이 보다 높아지며, 그 이외의 방향으로부터의 화상을 보다 충분히 차단하여, 콘트라스트가 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 이유에서, 10.0질량% 이상이 바람직하고, 13.0질량% 이상이 보다 바람직하며, 15.0질량% 이상이 더 바람직하다.
이색성 물질의 함유량은, 화상의 시인성의 관점에서, 50질량% 이하가 바람직하고, 45질량% 이하가 보다 바람직하며, 40질량% 이하가 더 바람직하다.
(배향제)
액정 조성물은, 배향제를 함유하는 것이 바람직하다. 배향제를 함유함으로써, 투과율 중심축 각도 θs를 상기 범위로 하는 것이 용이해진다.
배향제로서는, 예를 들면, 일본 공표특허공보 2013-543526호의 [0042]~[0076]단락, 일본 공표특허공보 2016-523997호의 [0089]~[0097]단락, 일본 공개특허공보 2020-076920호의 [0153]~[0170]단락 등에 기재된 것을 들 수 있으며, 이들을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
본 발명에 있어서는, 원하는 방향으로부터의 화상의 시인성이 더 높아지고, 그 이외의 방향으로부터의 화상을 더 충분히 차단할 수 있는 이유에서, 상기 배향제가, 하기 식 (B1)로 나타나는 오늄 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 33]
Figure pat00040
상기 식 (B1) 중, 환 A는, 함질소 복소환으로 이루어지는 제4급 암모늄 이온을 나타낸다.
또, X는, 음이온을 나타낸다.
또, L1은, 2가의 연결기를 나타낸다.
또, L2는, 단결합, 또는, 2가의 연결기를 나타낸다.
또, Y1은, 5원환 또는 6원환을 부분 구조로서 갖는 2가의 연결기를 나타낸다.
또, Z는, 탄소수 2~20의 알킬렌기를 부분 구조로서 갖는 2가의 연결기를 나타낸다.
또, P1 및 P2는, 각각 독립적으로, 중합성 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 1가의 치환기를 나타낸다.
환 A는 함질소 복소환으로 이루어지는 제4급 암모늄 이온을 나타낸다. 환 A의 예로서는, 피리딘환, 피콜린환, 2,2'-바이피리딜환, 4,4'-바이피리딜환, 1,10-페난트롤린환, 퀴놀린환, 옥사졸환, 싸이아졸환, 이미다졸환, 피라진환, 트라이아졸환, 테트라졸환 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 제4급 이미다졸륨 이온, 및 제4급 피리디늄 이온이다.
X는, 음이온을 나타낸다. X의 예로서는, 할로젠 음이온(예를 들면, 불소 이온, 염소 이온, 브로민 이온, 아이오딘 이온 등), 설포네이트 이온(예를 들면, 메테인설폰산 이온, 트라이플루오로메테인설폰산 이온, 메틸 황산 이온, 바이닐설폰산 이온, 알릴설폰산 이온, p-톨루엔설폰산 이온, p-클로로벤젠설폰산 이온, p-바이닐벤젠설폰산 이온, 1,3-벤젠다이설폰산 이온, 1,5-나프탈렌다이설폰산 이온, 2,6-나프탈렌다이설폰산 이온 등), 황산 이온, 탄산 이온, 질산 이온, 싸이오사이안산 이온, 과염소산 이온, 테트라플루오로 붕산 이온, 피크르산 이온, 아세트산 이온, 벤조산 이온, p-바이닐벤조산 이온, 폼산 이온, 트라이플루오로아세트산 이온, 인산 이온(예를 들면, 헥사플루오로 인산 이온), 수산화물 이온 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 할로젠 음이온, 설포네이트 이온, 수산화물 이온이다. 또, 특히 염소 이온, 브로민 이온, 아이오딘 이온, 메테인설폰산 이온, 바이닐설폰산 이온, p-톨루엔설폰산 이온, p-바이닐벤젠설폰산 이온이 바람직하다.
L1은, 2가의 연결기를 나타낸다. L1의 예로서는, 알킬렌기, -O-, -S-, -CO-, -SO2-, -NRa-(단, Ra는 탄소 원자수가 1~5인 알킬기 또는 수소 원자이다), 알켄일렌기, 알카인일렌기 또는 아릴렌기와의 조합으로 이루어지는 탄소 원자수가 1~20인 2가의 연결기를 들 수 있다. L1은, 탄소 원자수가 1~10인 -AL-, -O-AL-, -CO-O-AL-, -O-CO-AL-이 바람직하고, 탄소 원자수가 1~10인 -AL-, -O-AL-이 더 바람직하며, 탄소 원자수가 1~5인 -AL-, -O-AL-이 가장 바람직하다. 또한, AL은 알킬렌기를 나타낸다.
L2는, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. L2의 예로서는, 알킬렌기, -O-, -S-, -CO-, -SO2-, -NRa-(단, Ra는 탄소 원자수가 1~5인 알킬기 또는 수소 원자이다), 알켄일렌기, 알카인일렌기 또는 아릴렌기와의 조합으로 이루어지는 탄소 원자수가 1~10인 2가의 연결기, 단결합, -O-, -O-CO-, -CO-O-, -O-AL-O-, -O-AL-O-CO-, -O-AL-CO-O-, -CO-O-AL-O-, -CO-O-AL-O-CO-, -CO-O-AL-CO-O-, -O-CO-AL-O-, -O-CO-AL-O-CO-, -O-CO-AL-CO-O- 등을 들 수 있다. 또한, AL은 알킬렌기를 나타낸다. L2는, 단결합, 탄소 원자수가 1~10인 -AL-, -O-AL-, -NRa-AL-O-가 바람직하고, 단결합, 탄소 원자수가 1~5인 -AL-, -O-AL-, -NRa-AL-O-가 더 바람직하며, 단결합, 탄소 원자수가 1~5인 -O-AL-, -NRa-AL-O-가 가장 바람직하다.
Y1은, 5 또는 6원환을 부분 구조로서 갖는 2가의 연결기를 나타낸다. Y1의 예로서는, 사이클로헥실환, 방향족환 또는 복소환 등을 들 수 있다. 방향족환으로서는, 예를 들면, 벤젠환, 인덴환, 나프탈렌환, 플루오렌환, 페난트렌환, 안트라센환, 바이페닐환, 파이렌환 등을 들 수 있으며, 벤젠환, 바이페닐환, 나프탈렌환이 특히 바람직하다. 복소환을 구성하는 복소원자로서는, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자가 바람직하고, 예를 들면, 퓨란환, 싸이오펜환, 피롤환, 피롤린환, 피롤리딘환, 옥사졸환, 아이소옥사졸환, 싸이아졸환, 아이소싸이아졸환, 이미다졸환, 이미다졸린환, 이미다졸리딘환, 피라졸환, 피라졸린환, 피라졸리딘환, 트라이아졸환, 퓨라잔환, 테트라졸환, 피란환, 다이옥세인환, 다이싸이안환, 싸이인환, 피리딘환, 피페리딘환, 옥사진환, 모폴린환, 싸이아진환, 피리다진환, 피리미딘환, 피라진환, 피페라진환 및 트라이아진환 등을 들 수 있다. 복소환은 6원환인 것이 바람직하다. Y1로 나타나는 5 또는 6원환을 부분 구조로서 갖는 2가의 연결기는 치환기(예를 들면, 상술한 치환기 W)를 더 갖고 있어도 된다.
Y1로 나타나는 2가의 연결기는, 5 또는 6원환을 2 이상 갖는 2가의 연결기인 것이 바람직하고, 2 이상의 환이, 연결기로 연결된 구조를 갖는 것이 보다 바람직하다. 연결기의 예에 대해서는, L1 및 L2가 나타내는 연결기의 예나 -C≡C-, -CH=CH-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N- 등을 들 수 있다.
Z는, 탄소 원자수 2~20의 알킬렌기를 부분 구조로서 갖고, -O-, -S-, -CO-, -SO2-와의 조합으로 이루어지는 2가의 연결기를 나타내며, 알킬렌기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 상기 2가의 연결기의 예로서는, 알킬렌옥시기, 폴리알킬렌옥시기를 들 수 있다. Z가 나타내는 알킬렌기의 탄소 원자수는, 2~16인 것이 보다 바람직하고, 2~12인 것이 더 바람직하며, 2~8인 것이 특히 바람직하다.
P1 및 P2는, 각각 독립적으로 중합성 에틸렌성 불포화기를 갖는 1가의 치환기를 나타낸다. 상기 중합성 에틸렌성 불포화기를 갖는 1가의 치환기의 예로서는, 하기의 식 (M-1)~(M-8)을 들 수 있다. 즉, 중합성 에틸렌성 불포화기를 갖는 1가의 치환기는, 식 (M-8)과 같이, 에텐일기만으로 이루어지는 치환기여도 된다.
[화학식 34]
Figure pat00041
식 (M-3), (M-4) 중, R은 수소 원자 또는 알킬기를 나타내고, 수소 원자 또는 메틸기가 바람직하다. 상기 식 (M-1)~(M-8) 중, 식 (M-1), 식 (M-2), 식 (M-8)이 바람직하고, 식 (M-1) 또는 식 (M-8)이 보다 바람직하다. 특히, P1로서는 식 (M-1)이 바람직하다. 또 P2로서는, 식 (M-1) 또는 식 (M-8)이 바람직하고, 환 A가 제4급 이미다졸륨 이온인 화합물에서는, P2는 식 (M-8) 또는 식 (M-1)인 것이 바람직하며, 및 환 A가 제4급 피리디늄 이온인 화합물에서는, P2는 식 (M-1)인 것이 바람직하다.
상기 식 (B1)로 나타나는 오늄 화합물로서는, 일본 공개특허공보 2012-208397호의 단락 0052~0058에 기재된 오늄염, 일본 공개특허공보 2008-026730호의 단락 0024~0055에 기재된 오늄염, 및, 일본 공개특허공보 2002-37777호에 기재된 오늄염을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 원하는 방향으로부터의 화상의 시인성이 더 높아지고, 그 이외의 방향으로부터의 화상을 더 충분히 차단할 수 있는 이유에서, 상기 배향제가, 하기 식 (B2)로 나타나는 보론산 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 35]
Figure pat00042
상기 (B2) 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 지방족 탄화 수소기, 치환기를 갖고 있어도 되는 아릴기, 또는, 치환기를 갖고 있어도 되는 헤테로환기를 나타낸다.
또, R3은, 치환기를 나타낸다.
R1 및 R2의 일 양태가 나타내는 지방족 탄화 수소기로서는, 탄소수 1~20의 치환 혹은 무치환의 직쇄 혹은 분기의 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기 등), 탄소수 3~20의 치환 혹은 무치환의 환상 알킬기(예를 들면, 사이클로헥실기 등), 탄소수 2~20의 알켄일기(예를 들면, 바이닐기 등)를 들 수 있다.
또, R1 및 R2의 일 양태가 나타내는 아릴기로서는, 탄소수 6~20의 치환 혹은 무치환의 페닐기(예를 들면, 페닐기, 톨릴기 등), 탄소수 10~20의 치환 혹은 무치환의 나프틸기 등을 들 수 있다.
또, R1 및 R2의 일 양태가 나타내는 헤테로환기로서는, 예를 들면, 적어도 하나의 헤테로 원자(예를 들면, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 등)를 포함하는, 치환 혹은 무치환의 5원 혹은 6원환의 기를 들 수 있으며, 구체적으로는, 피리딜기, 이미다졸일기, 퓨릴기, 피페리딜기, 모폴리노기 등을 들 수 있다.
R1 및 R2는, 서로 연결되어 환을 형성해도 되고, 예를 들면, R1 및 R2의 아이소프로필기가 연결되어, 4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보롤레인환을 형성해도 된다.
R1 및 R2는, 수소 원자, 탄소수 1~3의 직쇄 또는 분기의 알킬기, 및, 그들이 연결되어 환을 형성한 양태가 바람직하고, 수소 원자가 보다 바람직하다.
R3이 나타내는 치환기로서는, (메트)아크릴기와 결합할 수 있는 관능기를 포함하는 치환기인 것이 바람직하다.
여기에서, (메트)아크릴기와 결합할 수 있는 관능기로서는, 예를 들면, 바이닐기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 아크릴아마이드기, 스타이릴기, 바이닐케톤기, 뷰타다이엔기, 바이닐에터기, 옥시란일기, 아지리딘일기, 옥세테인기 등을 들 수 있으며, 그중에서도, 바이닐기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 스타이릴기, 옥시란일기 또는 옥세테인기가 바람직하고, 바이닐기, 아크릴레이트기, 아크릴아마이드기, 또는 스타이릴기가 보다 바람직하다.
R3으로서는, (메트)아크릴기와 결합할 수 있는 관능기를 갖는, 치환 혹은 무치환의, 지방족 탄화 수소기, 아릴기 또는 헤테로환기인 것이 바람직하다.
지방족 탄화 수소기로서는, 탄소수 1~30의 치환 혹은 무치환의 직쇄 혹은 분기의 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, iso-프로필기, n-프로필기, 뷰틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트라이데실기, 헥사데실기, 옥타데실기, 에이코실기, 아이소프로필기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기, 아이소펜틸기, 네오펜틸기, 1-메틸뷰틸기, 아이소헥실기, 2-메틸헥실기 등), 탄소수 3~20의 치환 혹은 무치환의 환상 알킬기(예를 들면, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 1-아다만틸기, 2-노보닐기 등), 탄소수 2~20의 알켄일기(예를 들면, 바이닐기, 1-프로펜일기, 1-뷰텐일기, 1-메틸-1-프로펜일기 등)를 들 수 있다.
아릴기로서는, 탄소수 6~50의 치환 혹은 무치환의 페닐기(예를 들면, 페닐기, 톨릴기, 스타이릴기, 4-벤조일옥시페닐기, 4-페녹시카보닐페닐기, 4-바이페닐기, 4-(4-옥틸옥시벤조일옥시)페녹시카보닐페닐기 등), 탄소수 10~50의 치환 혹은 무치환의 나프틸기 등(예를 들면, 무치환 나프틸기 등)을 들 수 있다.
헤테로환기로서는 예를 들면, 적어도 하나의 헤테로 원자(예를 들면, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 등)를 포함하는, 치환 혹은 무치환의 5원 혹은 6원환의 기이며, 예를 들면, 피롤, 퓨란, 싸이오펜, 피라졸, 이미다졸, 트라이아졸, 옥사졸, 아이소옥사졸, 옥사다이아졸, 싸이아졸, 싸이아다이아졸, 인돌, 카바졸, 벤조퓨란, 다이벤조퓨란, 싸이아나프텐, 다이벤조싸이오펜, 인다졸벤즈이미다졸, 안트라닐, 벤즈아이소옥사졸, 벤즈옥사졸, 벤조싸이아졸, 퓨린, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트라이아진, 퀴놀린, 아크리딘, 아이소퀴놀린, 프탈라진, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프틸리딘, 페난트롤린, 프테리딘, 모폴린, 피페리딘 등의 기를 들 수 있다.
상기 식 (B2)로 나타나는 보론산 화합물로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2008-225281호의 단락 0023~0032에 기재된 일반식 (I)로 나타나는 보론산 화합물을 들 수 있다.
상기 식 (B2)로 나타나는 화합물로서는, 이하에 예시하는 화합물도 바람직하다.
[화학식 36]
Figure pat00043
배향제의 함유량은, 액정 조성물에 포함되는 액정성 화합물과 이색성 물질의 합계 100질량부에 대하여, 0.01~0.1질량부가 바람직하고, 0.03~0.08질량부가 보다 바람직하다.
(용매)
액정 조성물은, 작업성 등의 관점에서, 용매를 함유하고 있는 것이 바람직하다.
용매로서는, 예를 들면, 케톤류(예를 들면, 아세톤, 2-뷰탄온, 메틸아이소뷰틸케톤, 사이클로펜탄온, 사이클로헥산온, 아세틸아세톤 등), 에터류(예를 들면, 다이옥세인, 테트라하이드로퓨란, 테트라하이드로피란, 다이옥솔레인, 테트라하이드로퍼퓨릴알코올, 사이클로펜틸메틸에터, 다이뷰틸에터 등), 지방족 탄화 수소류(예를 들면, 헥세인 등), 지환식 탄화 수소류(예를 들면, 사이클로헥세인 등), 방향족 탄화 수소류(예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 테트랄린, 트라이메틸벤젠 등), 할로젠화 탄소류(예를 들면, 다이클로로메테인, 트라이클로로메테인(클로로폼), 다이클로로에테인, 다이클로로벤젠, 1,1,2,2-테트라클로로에테인, 클로로톨루엔 등), 에스터류(예를 들면, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 뷰틸, 탄산 다이에틸, 아세토아세트산 에틸, 아세트산 n-펜틸, 벤조산 에틸, 벤조산 벤질, 뷰틸카비톨아세테이트, 다이에틸렌글라이콜모노에틸에터아세테이트, 아세트산 아이소아밀 등), 알코올류(예를 들면, 에탄올, 아이소프로판올, 뷰탄올, 사이클로헥산올, 퍼퓨릴알코올, 2-에틸헥산올, 옥탄올, 벤질알코올, 에탄올아민, 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 다이에틸렌글라이콜, 다이에틸렌글라이콜모노메틸에터, 다이에틸렌글라이콜모노에틸에터, 다이에틸렌글라이콜모노뷰틸에터 등), 페놀류(예를 들면, 페놀, 크레졸 등), 셀로솔브류(예를 들면, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 및, 1,2-다이메톡시에테인 등), 셀로솔브아세테이트류, 설폭사이드류(예를 들면, 다이메틸설폭사이드 등), 아마이드류(예를 들면, 다이메틸폼아마이드, 및, 다이메틸아세트아마이드, N-메틸피롤리돈, N-에틸피롤리돈, 1,3-다이메틸-2-이미다졸리딘온 등), 및, 헤테로환 화합물(예를 들면, 피리딘, 2,6-루티딘 등) 등의 유기 용매, 및, 물을 들 수 있다.
이들 용매는, 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
액정 조성물이 용매를 함유하는 경우, 용매의 함유량은, 액정 조성물의 전체 질량(100질량%)에 대하여, 60~99.5질량%인 것이 바람직하고, 70~99질량%인 것이 보다 바람직하며, 75~98질량%인 것이 특히 바람직하다.
(중합 개시제)
액정 조성물은, 중합 개시제를 함유하고 있어도 된다.
중합 개시제로서는 특별히 제한은 없지만, 감광성을 갖는 화합물, 즉 광중합 개시제인 것이 바람직하다.
광중합 개시제로서는, 각종 화합물을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 광중합 개시제의 예에는, α-카보닐 화합물(미국 특허공보 제2367661호, 동 2367670호의 각), 아실로인에터(미국 특허공보 제2448828호), α-탄화 수소 치환 방향족 아실로인 화합물(미국 특허공보 제2722512호), 다핵 퀴논 화합물(미국 특허공보 제3046127호 및 동 2951758호의 각), 트라이아릴이미다졸 다이머와 p-아미노페닐케톤의 조합(미국 특허공보 제3549367호), 아크리딘 및 페나진 화합물(일본 공개특허공보 소60-105667호 및 미국 특허공보 제4239850호), 옥사다이아졸 화합물(미국 특허공보 제4212970호), o-아실옥심 화합물(일본 공개특허공보 2016-27384 [0065], 및, 아실포스핀옥사이드 화합물(일본 공고특허공보 소63-40799호, 일본 공고특허공보 평5-29234호, 일본 공개특허공보 평10-95788호 및 일본 공개특허공보 평10-29997호) 등을 들 수 있다.
이와 같은 광중합 개시제로서는, 시판품도 이용할 수 있으며, BASF사제의 이르가큐어 184, 이르가큐어 907, 이르가큐어 369, 이르가큐어 651, 이르가큐어 819, 이르가큐어 OXE-01 및 이르가큐어 OXE-02 등을 들 수 있다.
액정 조성물이 중합 개시제를 함유하는 경우, 중합 개시제의 함유량은, 액정 조성물의 전고형분 질량에 대하여, 0.01~30질량%가 바람직하고, 0.1~15질량%가 보다 바람직하다.
(중합성 화합물)
액정 조성물은, 중합성 화합물을 함유하고 있어도 된다.
중합성 화합물로서는, 아크릴레이트를 포함하는 화합물(예를 들면, (메트)아크릴레이트 모노머 등)을 들 수 있다.
액정 조성물이 중합성 화합물을 함유하는 경우, 중합성 화합물의 함유량은, 액정 조성물의 전고형분 질량에 대하여, 0.5~50질량%가 바람직하고, 1.0~40질량%가 보다 바람직하다.
(계면개량제)
액정 조성물은, 계면개량제를 함유하고 있어도 된다.
계면개량제로서는 특별히 제한은 없고, 고분자계 계면개량제, 저분자계 계면개량제를 사용할 수 있으며, 일본 공개특허공보 2011-237513호의 [0253]~[0293]단락에 기재된 화합물을 이용할 수 있다.
또, 계면개량제로서는, 일본 공개특허공보 2007-272185호의 [0018]~[0043] 등에 기재된 불소 (메트)아크릴레이트계 폴리머도 이용할 수 있다.
또, 계면개량제로서는, 일본 공개특허공보 2007-069471호의 단락 [0079]~[0102]에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2013-047204호에 기재된 식 (4)로 나타나는 중합성 액정성 화합물(특히 단락 [0020]~[0032]에 기재된 화합물), 일본 공개특허공보 2012-211306호에 기재된 식 (4)로 나타나는 중합성 액정성 화합물(특히 단락 [0022]~[0029]에 기재된 화합물), 일본 공개특허공보 2002-129162호에 기재된 식 (4)로 나타나는 액정 배향 촉진제(특히 단락 [0076]~[0078] 및 단락 [0082]~[0084]에 기재된 화합물), 일본 공개특허공보 2005-099248호에 기재된 식 (4), (II) 및 (III)으로 나타나는 화합물(특히 단락 [0092]~[0096]에 기재된 화합물), 일본 특허공보 제4385997호의 [0013]~[0059]단락에 기재된 화합물, 일본 특허공보 제5034200호의 [0018]~[0044]단락에 기재된 화합물, 일본 특허공보 제4895088호의 [0019]~[0038]단락에 기재된 화합물도 이용할 수 있다.
계면개량제는, 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
계면개량제의 함유량은, 액정 조성물의 전고형분 질량에 대하여 0.005~15질량%가 바람직하고, 0.01~5질량%가 보다 바람직하며, 0.015~3질량%가 더 바람직하다.
<광흡수 이방성층의 형성 방법>
광흡수 이방성층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 상술한 액정 조성물(이하, "광흡수 이방성층 형성용 조성물"이라고도 한다.)을 도포하여 도포막을 형성하는 공정(이하, "도포막 형성 공정"이라고도 한다.)과, 도포막에 포함되는 액정성 성분이나 이색성 물질을 배향시키는 공정(이하, "배향 공정"이라고도 한다.)을 이 순서로 포함하는 방법을 들 수 있다.
또한, 액정성 성분이란, 상술한 액정성 화합물뿐만 아니라, 상술한 이색성 물질이 액정성을 갖고 있는 경우는, 액정성을 갖는 이색성 물질도 포함하는 성분이다.
(도포막 형성 공정)
도포막 형성 공정은, 광흡수 이방성층 형성용 조성물을 도포하여 도포막을 형성하는 공정이다.
상술한 용매를 함유하는 광흡수 이방성층 형성용 조성물을 이용하거나, 광흡수 이방성층 형성용 조성물을 가열 등에 의하여 용융액 등의 액상물로 한 것을 이용하거나 함으로써, 광흡수 이방성층 형성용 조성물을 도포하는 것이 용이해진다.
광흡수 이방성층 형성용 조성물의 도포 방법으로서는, 구체적으로는, 예를 들면, 롤 코팅법, 그라비어 인쇄법, 스핀 코트법, 와이어 바 코팅법, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비어 코팅법, 리버스 그라비어 코팅법, 다이 코팅법, 스프레이법, 및, 잉크젯법 등의 공지의 방법을 들 수 있다.
(배향 공정)
배향 공정은, 도포막에 포함되는 액정성 성분을 배향시키는 공정이다. 이로써, 광흡수 이방성층이 얻어진다.
배향 공정은, 건조 처리를 갖고 있어도 된다. 건조 처리에 의하여, 용매 등의 성분을 도포막으로부터 제거할 수 있다. 건조 처리는, 도포막을 실온하에 있어서 소정 시간 방치하는 방법(예를 들면, 자연 건조)에 의하여 행해져도 되고, 가열 및/또는 송풍하는 방법에 의하여 행해져도 된다.
여기에서, 광흡수 이방성층 형성용 조성물에 포함되는 액정성 성분은, 상술한 도포막 형성 공정 또는 건조 처리에 의하여, 배향되는 경우가 있다. 예를 들면, 광흡수 이방성층 형성용 조성물이 용매를 포함하는 도포액으로서 조제되어 있는 양태에서는, 도포막을 건조하여, 도포막으로부터 용매를 제거함으로써, 광흡수 이방성을 갖는 도포막(즉, 광흡수 이방성층)이 얻어진다.
건조 처리가 도포막에 포함되는 액정성 성분의 액정상으로의 전이 온도 이상의 온도에 의하여 행해지는 경우에는, 후술하는 가열 처리는 실시하지 않아도 된다.
도포막에 포함되는 액정성 성분의 액정상으로의 전이 온도는, 제조 적성 등의 면에서 10~250℃가 바람직하고, 25~190℃가 보다 바람직하다. 상기 전이 온도가 10℃ 이상이면, 액정상을 나타내는 온도 범위에까지 온도를 낮추기 위한 냉각 처리 등이 필요하게 되지 않아, 바람직하다. 또, 상기 전이 온도가 250℃ 이하이면, 일단 액정상을 나타내는 온도 범위보다 더 고온의 등방성 액체 상태로 하는 경우에도 고온을 필요로 하지 않아, 열에너지의 낭비, 및, 기판의 변형 및 변질 등을 저감시킬 수 있기 때문에, 바람직하다.
배향 공정은, 가열 처리를 갖는 것이 바람직하다. 이로써, 도포막에 포함되는 액정성 성분을 배향시킬 수 있기 때문에, 가열 처리 후의 도포막을 광흡수 이방성층으로서 적합하게 사용할 수 있다.
가열 처리는, 제조 적성 등의 면에서 10~250℃가 바람직하고, 25~190℃가 보다 바람직하다. 또, 가열 시간은, 1~300초가 바람직하고, 1~60초가 보다 바람직하다.
배향 공정은, 가열 처리 후에 실시되는 냉각 처리를 갖고 있어도 된다. 냉각 공정은, 가열 후의 도포막을 실온(20~25℃) 정도까지 냉각하는 처리이다. 이로써, 도포막에 포함되는 액정성 성분의 배향을 고정할 수 있다. 냉각 수단으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법에 의하여 실시할 수 있다.
이상의 공정에 의하여, 광흡수 이방성층이 얻어진다.
또한, 본 양태에서는, 도포막에 포함되는 액정성 성분을 배향하는 방법으로서, 건조 처리 및 가열 처리 등을 들고 있지만, 이에 한정되지 않고, 공지의 배향 처리에 의하여 실시할 수 있다.
(다른 공정)
광흡수 이방성층의 형성 방법은, 상기 배향 공정 후에, 광흡수 이방성층을 경화시키는 공정(이하, "경화 공정"이라고도 한다.)을 갖고 있어도 된다.
경화 공정은, 예를 들면, 광흡수 이방성층이 가교성기(중합성기)를 갖고 있는 경우에는, 가열 및/또는 광조사(노광)에 의하여 실시된다. 이 중에서도, 경화 공정은 광조사에 의하여 실시되는 것이 바람직하다.
경화에 이용하는 광원은, 적외선, 가시광 또는 자외선 등, 다양한 광원을 이용하는 것이 가능하지만, 자외선인 것이 바람직하다. 또, 경화 시에 가열하면서 자외선을 조사해도 되고, 특정 파장만을 투과하는 필터를 통하여 자외선을 조사해도 된다.
노광이 가열하면서 행해지는 경우, 노광 시의 가열 온도는, 액정막에 포함되는 액정성 성분의 액정상으로의 전이 온도에 따라서도 다르지만, 25~140℃인 것이 바람직하다.
또, 노광은, 질소 분위기하에서 행해져도 된다. 라디칼 중합에 의하여 액정막의 경화가 진행되는 경우에 있어서, 산소에 의한 중합의 저해가 저감되기 때문에, 질소 분위기하에서 노광하는 것이 바람직하다.
광흡수 이방성층의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 소형 경량화의 관점에서, 100~8000nm인 것이 바람직하고, 300~5000nm인 것이 보다 바람직하다.
〔제1 인접층〕
본 발명의 광학 적층체가 갖는 제1 인접층은, 광흡수 이방성층의 일방의 면에 접하여 배치된다.
제1 인접층의 굴절률 n1은, 1.46~1.72이며, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 관점에서, 1.48~1.68이 바람직하고, 1.50~1.65가 보다 바람직하다.
제1 인접층의 굴절률 n1은, 예를 들면, 상술한 굴절률의 범위 내에 있는 재료를 이용함으로써 상기 범위 내로 조절할 수 있다.
굴절률 n1은, 파장 450nm에 있어서의 평균 굴절률(nave), 550nm에 있어서의 평균 굴절률(nave), 및, 650nm에 있어서의 평균 굴절률(nave)을 하기 식 (R1)에 의하여 구한 후, 각 파장의 평균 굴절률(nave)을 산술 평균하여 얻어지는 값을 의미한다.
nave=(nx+ny+nz)/3 식 (R1)
식 (R1)에 있어서, 제1 인접층의 면내에 있어서의 굴절률 최대가 되는 방향을 x축, 그것에 대하여 직교하는 방향을 y축, 면내에 대하여 법선 방향을 z축으로 하고, 각각의 굴절률을 nx, ny, nz로 정의했다. 각 굴절률은, Woollam사제 분광 엘립소메트리 M-2000U를 이용하여 측정된다. 또한, 제1 인접층의 굴절률은 등방적이어도 되고, 이 경우, nx=ny=nz가 된다.
제1 인접층은, 굴절률 n1이 상기 범위 내이면 특별히 한정되지 않지만, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 관점에서, 배향막, 또는, 배리어층인 것이 바람직하다.
또, 제1 인접층은, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 관점에서, 폴리바이닐알코올, 폴리이미드, 또는, 이들의 유도체를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 성분을 포함하는 제1 인접층으로서는, 후술하는 배향막을 들 수 있다.
배향막으로서는, 이색성 물질을 경사 배향시킬 수 있는 것 같은 막이 바람직하다.
배향막은, 유기 화합물(바람직하게는 폴리머)의 막 표면에 대한 러빙 처리, 무기 화합물의 사방 증착, 마이크로 그루브를 갖는 층의 형성, 혹은 랭뮤어 블로젯법(LB막)에 의한 유기 화합물(예, ω-트라이코산산, 다이옥타데실메틸암모늄 클로라이드, 스테아릴산 메틸)의 누적과 같은 수단으로, 마련할 수 있다. 또한, 전장(電場)의 부여, 자장의 부여 혹은 광조사에 의하여, 배향 기능이 발생하는 배향막도 알려져 있다. 그중에서도, 본 발명에서는, 배향막의 프리틸트각의 제어 용이함의 점에서는 러빙 처리에 의하여 형성하는 배향막이 바람직하고, 배향의 균일성의 점에서는 광조사에 의하여 형성하는 광배향막도 바람직하다.
러빙 처리에 의하여 형성되는 배향막에 이용되는 폴리머 재료로서는, 다수의 문헌에 기재가 있으며, 다수의 시판품을 입수할 수 있다.
제1 인접층은, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 관점에서, 폴리바이닐알코올, 폴리이미드, 또는, 이들의 유도체를 포함하는 배향막인 것이 바람직하고, 변성 또는 미변성의 폴리바이닐알코올을 포함하는 배향막인 것이 보다 바람직하다.
배향막에 대해서는 국제 공개공보 제2001/88574A1호의 43페이지 24행~49페이지 8행의 기재를 참조할 수 있다.
배향막의 두께는, 0.01~10μm인 것이 바람직하고, 0.01~1μm인 것이 보다 바람직하다.
광조사에 의하여 형성되는 배향막에 이용되는 광배향 재료로서는, 다수의 문헌 등에 기재가 있다. 본 발명에 있어서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2006-285197호, 일본 공개특허공보 2007-76839호, 일본 공개특허공보 2007-138138호, 일본 공개특허공보 2007-94071호, 일본 공개특허공보 2007-121721호, 일본 공개특허공보 2007-140465호, 일본 공개특허공보 2007-156439호, 일본 공개특허공보 2007-133184호, 일본 공개특허공보 2009-109831호, 일본 특허공보 제3883848호, 일본 특허공보 제4151746호에 기재된 아조 화합물, 일본 공개특허공보 2002-229039호에 기재된 방향족 에스터 화합물, 일본 공개특허공보 2002-265541호, 일본 공개특허공보 2002-317013호에 기재된 광배향성 단위를 갖는 말레이미드 및/또는 알켄일 치환 나드이미드 화합물, 일본 특허공보 제4205195호, 일본 특허공보 제4205198호에 기재된 광가교성 실레인 유도체, 일본 공표특허공보 2003-520878호, 일본 공표특허공보 2004-529220호, 또는, 일본 특허공보 제4162850호에 기재된 광가교성 폴리이미드, 폴리아마이드, 혹은 에스터를 바람직한 예로서 들 수 있다. 보다 바람직하게는, 아조 화합물, 광가교성 폴리이미드, 폴리아마이드, 또는, 에스터이다.
상기 재료로 형성한 광배향막에, 직선 편광 또는 비편광 조사를 실시하여, 광배향막을 제조한다.
본 명세서에 있어서, "직선 편광 조사", "비편광 조사"란, 광배향 재료에 광반응을 발생시키기 위한 조작이다. 이용하는 광의 파장은, 이용하는 광배향 재료에 따라 상이하며, 그 광반응에 필요한 파장이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 광조사에 이용하는 광의 피크 파장은, 200nm~700nm가 바람직하고, 광의 피크 파장이 400nm이하인 자외광이 보다 바람직하다.
광조사에 이용하는 광원은, 통상 사용되는 광원, 예를 들면 텅스텐 램프, 할로젠 램프, 제논 램프, 제논 플래시 램프, 수은 램프, 수은 제논 램프 및 카본 아크 램프 등의 램프, 각종 레이저[예, 반도체 레이저, 헬륨 네온 레이저, 아르곤 이온 레이저, 헬륨 카드뮴 레이저 및 YAG(이트륨·알루미늄·가넷) 레이저], 발광 다이오드, 및, 음극선관 등을 들 수 있다.
직선 편광을 얻는 수단으로서는, 편광판(예를 들면, 아이오딘 편광판, 이색성 물질 편광판, 및, 와이어 그리드 편광판)을 이용하는 방법, 프리즘계 소자(예를 들면, 글랜 톰슨 프리즘) 혹은 브루스터각을 이용한 반사형 편광자를 이용하는 방법, 또는, 편광을 갖는 레이저 광원으로부터 출사되는 광을 이용하는 방법을 채용할 수 있다. 또, 필터 또는 파장 변환 소자 등을 이용하여 필요로 하는 파장의 광만을 선택적으로 조사해도 된다.
조사하는 광은, 직선 편광의 경우에는, 배향막에 대하여 상면, 또는 이면(裏面)으로부터 배향막 표면에 대하여 수직, 또는 경사로부터 광을 조사하는 방법이 채용된다. 광의 입사 각도는, 광배향 재료에 따라서 상이하지만, 0~90°(수직)가 바람직하고, 40~90°가 보다 바람직하다.
비편광의 경우에는, 배향막에 대하여, 경사로부터 비편광을 조사한다. 그 입사 각도는, 10~80°가 바람직하고, 20~60°가 보다 바람직하며, 30~50°가 특히 바람직하다.
조사 시간은, 1분~60분이 바람직하고, 1분~10분이 보다 바람직하다.
패턴화가 필요한 경우에는, 포토마스크를 이용한 광조사를 패턴 제작에 필요한 횟수 실시하는 방법, 또는, 레이저광 주사에 의한 패턴의 기입에 의한 방법을 채용할 수 있다.
배리어층은, 제1 인접층에 있어서의 광흡수 이방성층이 마련된 면과는 반대 측의 면 측, 및, 제2 인접층에 있어서의 광흡수 이방성층이 마련된 면과는 반대 측의 면 측 중 적어도 일방에 배치되는 것이 바람직하다.
여기에서, 배리어층은, 가스 차단층(산소 차단층)이라고도 불리며, 대기 중의 산소 등의 가스, 수분, 또는, 인접하는 층에 포함되는 화합물 등으로부터 본 발명의 편광자를 보호하는 기능을 갖는다.
배리어층에 대해서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2014-159124호의 [0014]~[0054]단락, 일본 공개특허공보 2017-121721호의 [0042]~[0075]단락, 일본 공개특허공보 2017-115076호의 [0045]~[0054]단락, 일본 공개특허공보 2012-213938호의 [0010]~[0061]단락, 일본 공개특허공보 2005-169994호의 [0021]~[0031]단락의 기재를 참조할 수 있다.
〔제2 인접층〕
본 발명의 광학 적층체가 갖는 제2 인접층은, 광흡수 이방성층에 있어서의 상기 일방의 면과는 반대 측의 면(이하, "타방의 면"이라고도 한다.)에 접하여 배치된다.
제2 인접층의 굴절률 n2는, 1.46~1.72이며, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 관점에서, 1.48~1.68이 바람직하고, 1.50~1.65가 보다 바람직하다.
제2 인접층의 굴절률 n2는, 예를 들면, 상술한 굴절률의 범위 내에 있는 재료를 이용함으로써 상기 범위 내로 조절할 수 있다.
굴절률 n2는, 제2 인접층을 이용하는 것 이외에는, 제1 인접층의 굴절률 n1과 동일한 방법으로 구해진다.
원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 관점에서, 본 발명의 광학 적층체에 있어서, 굴절률 n1 및 굴절률 n2는 모두, 1.48~1.68이 바람직하고, 1.50~1.65가 보다 바람직하다.
굴절률 n1과 굴절률 n2의 차의 절댓값은, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 관점에서, 0.21 이하가 바람직하고, 0.04 이하가 보다 바람직하다.
본 발명자들은, 굴절률 n1 및 굴절률 n2와, 투과율 중심축 각도 θs의 관계성에 주목한 결과, 그 이유의 상세는 아직 명확해져 있지 않지만, 이하의 식 (N1) 및 (N2)의 양방을 충족시킴으로써, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 것을 알아냈다. 따라서, 굴절률 n1 및 굴절률 n2와, 투과율 중심축 각도 θs는, 밀접하게 관련되어 있는 것으로 추측된다.
0.037≤n1/θs≤0.083 (N1)
0.037≤n2/θs≤0.083 (N2)
식 (N1)에 있어서의 n1/θs는, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 점에서, 0.040~0.078이 보다 바람직하고, 0.041~0.070이 더 바람직하다.
식 (N2)에 있어서의 n2/θs는, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 점에서, 0.040~0.078이 보다 바람직하고, 0.041~0.070이 더 바람직하다.
제2 인접층은, 굴절률 n2가 상기 범위 내이면 특별히 한정되지 않지만, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 관점에서, 점접착제층, 상술한 배리어층, 또는, 상술한 배향막인 것이 바람직하다. 제2 인접층이 배향막 또는 배리어층인 경우, 그 구체예 및 적합 양태는 제1 인접층으로서의 배향막 또는 배리어층과 동일하다.
또, 제2 인접층은, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 관점에서, 폴리바이닐알코올, 폴리이미드, 또는, 이들의 유도체를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 성분을 포함하는 제2 인접층으로서는, 상술한 배향막을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 점접착층이란, 접착제로 구성되는 접착층, 또는, 점착제로 구성되는 점착층을 의미한다.
접착층을 구성하는 접착제로서는, 원하는 방향으로부터 관찰했을 때에 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 관점에서, 폴리바이닐알코올(PVA)계 접착제, 또는, 경화형 접착제인 것이 바람직하다. 이색성 물질의 내구성의 관점에서, 산소 투과성이 낮은 폴리바이닐알코올(PVA)계 접착제인 것이 보다 바람직하다.
경화형 접착제는, 활성 에너지선 경화형 접착제가 바람직하고, 자외선(UV) 경화형 접착제가 보다 바람직하다.
UV 경화형 접착제로서는, 라디칼 중합 경화형 접착제 및 양이온 중합 경화형 접착제를 들 수 있다.
라디칼 중합 경화형 접착제로서는, (메트)아크릴레이트계 접착제를 들 수 있다. (메트)아크릴레이트계 접착제에 있어서의 경화성 성분으로서는, 예를 들면, (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물, 바이닐기를 갖는 화합물을 들 수 있다.
양이온 중합 경화형 접착제로서는, 에폭시기나 옥세탄일기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 에폭시기를 갖는 화합물은, 분자 내에 적어도 2개의 에폭시기를 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 알려져 있는 각종 경화성 에폭시 화합물을 이용할 수 있다. 바람직한 에폭시 화합물로서, 분자 내에 적어도 2개의 에폭시기와 적어도 1개의 방향환을 갖는 화합물(방향족계 에폭시 화합물)이나, 분자 내에 적어도 2개의 에폭시기를 갖고, 그 중 적어도 1개는 지환식환을 구성하는 이웃하는 2개의 탄소 원자와의 사이에서 형성되어 있는 화합물(지환식 에폭시 화합물) 등을 예로서 들 수 있다.
점착층을 구성하는 점착제로서는, 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 유레테인계 점착제, 바이닐알킬에터계 점착제, 폴리바이닐알코올계 점착제, 폴리바이닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아마이드계 점착제, 셀룰로스계 점착제 등을 들 수 있다. 그중에서도, 투명성, 내후성, 내열성 등의 관점에서, 아크릴계 점착제(감압 점착제)인 것이 바람직하다.
점접착층에는, 모재(母材)(점착제, 또는, 접착제) 외에, 도전성 입자, 열팽창성 입자, 가교제(예를 들면, 아이소사이아네이트계 가교제, 에폭시계 가교제 등), 점착 부여제(예를 들면, 로진 유도체 수지, 폴리터펜 수지, 석유 수지, 유용(油溶)성 페놀 수지 등), 가소제, 충전제, 노화 방지제, 계면활성제, 자외선 흡수제, 광 안정제, 산화 방지제 등의 첨가제가 포함되어 있어도 된다.
점접착층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 0.01~30μm가 바람직하고, 0.02~20μm가 보다 바람직하며, 0.05~10μm가 더 바람직하다.
〔다른 층〕
본 발명의 광학 적층체는, 상기 이외의 층(이하, "다른 층"이라고도 한다.)을 갖고 있어도 된다. 다른 층의 구체예로서는, 투명 필름 기재, 및, 배리어층을 들 수 있다.
<투명 필름 기재>
투명 필름 기재는, 제1 인접층에 있어서의 광흡수 이방성층이 마련된 면과는 반대 측의 면 측, 및, 제2 인접층에 있어서의 광흡수 이방성층이 마련된 면과는 반대 측의 면 측, 중 적어도 일방에 배치되는 것이 바람직하다.
투명 필름 기재로서는, 공지의 투명 수지 필름, 투명 수지판, 투명 수지 시트 등을 이용할 수 있으며, 특별히 한정은 없다. 투명 수지 필름으로서는, 셀룰로스아실레이트 필름(예를 들면, 셀룰로스트라이아세테이트 필름(굴절률 1.48), 셀룰로스다이아세테이트 필름, 셀룰로스아세테이트뷰티레이트 필름, 셀룰로스아세테이트프로피오네이트 필름), 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에터설폰 필름, 폴리아크릴계 수지 필름, 폴리유레테인계 수지 필름, 폴리에스터 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리설폰 필름, 폴리에터 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리에터케톤 필름, (메트)아크릴로나이트릴 필름 등을 사용할 수 있다.
그중에서도, 투명성이 높고, 광학적으로 복굴절이 적으며, 제조가 용이하고, 편광판의 보호 필름으로서 일반적으로 이용되고 있는 셀룰로스아실레이트 필름이 바람직하며, 셀룰로스트라이아세테이트 필름이 특히 바람직하다.
투명 필름 기재의 두께는, 통상 20μm~100μm이다.
본 발명에 있어서는, 투명 필름 기재가 셀룰로스에스터계 필름이며, 또한, 그 막두께가 20~70μm인 것이 특히 바람직하다.
[시야각 제어 시스템]
본 발명의 시야각 제어 시스템은, 면내 방향으로 흡수축을 갖는 편광자와, 상술한 본 발명의 광학 적층체를 갖는다.
편광자는, 광학 적층체에 있어서의 제1 인접층 측, 또는, 광학 적층체에 있어서의 제2 인접층 측에 배치된다.
〔편광자〕
본 발명의 시야각 제어 시스템이 갖는 편광자는, 면내에 흡수축을 갖고, 광을 특정 직선 편광으로 변환하는 기능을 갖는 부재이면 특별히 한정되지 않으며, 종래 공지의 편광자를 이용할 수 있다.
편광자로서는, 아이오딘계 편광자, 이색성 염료를 이용한 염료계 편광자, 및 폴리엔계 편광자 등이 이용된다. 아이오딘계 편광자 및 염료계 편광자에는, 도포형 편광자와 연신형 편광자가 있으며, 모두 적용할 수 있다. 도포형 편광자로서는, 액정성 화합물의 배향을 이용하여 이색성 유기 색소를 배향시킨 편광자가 바람직하고, 연신형 편광자로서는, 폴리바이닐알코올에 아이오딘 또는 이색성 염료를 흡착시켜, 연신하여 제작되는 편광자가 바람직하다.
또, 기재 상에 폴리바이닐알코올층을 형성한 적층 필름 상태로 연신 및 염색을 실시함으로써 편광자를 얻는 방법으로서, 일본 특허공보 제5048120호, 일본 특허공보 제5143918호, 일본 특허공보 제4691205호, 일본 특허공보 제4751481호, 일본 특허공보 제4751486호를 들 수 있으며, 이들 편광자에 관한 공지의 기술도 바람직하게 이용할 수 있다.
그중에서도, 입수가 용이하며 편광도가 우수한 점에서, 폴리바이닐알코올계 수지(-CH2-CHOH-를 반복 단위로서 포함하는 폴리머. 특히, 폴리바이닐알코올 및 에틸렌-바이닐알코올 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나)를 포함하는 편광자인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 편광자의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 3μm~60μm인 것이 바람직하고, 5μm~20μm인 것이 보다 바람직하며, 5μm~10μm인 것이 더 바람직하다.
본 발명의 시야각 제어 시스템은, 광흡수 이방성층의 투과율 중심축을 필름면에 정사영(正射影)한 방향 φ1과, 편광자의 흡수축 φ2가 이루는 각 φ가, 45°~90°인 것이 바람직하고, 80°~90°인 것이 보다 바람직하며, 88°~90°인 것이 더 바람직하다. 상기 각도가 90°에 가까울수록 화상 표시 장치가 보이기 쉬운 방향과 보이기 어려운 방향의 조도 콘트라스트를 부여하는 것이 가능해진다.
본 발명의 시야각 제어 시스템은, 상기 광학 적층체와 상기 편광자를 점접착층을 개재하여 적층해도 되고, 상기 광학 적층체 상에 상기 편광자를 직접 도공하여 적층해도 된다. 또한, 상기 광학 적층체가 점접착층을 갖는 경우에는, 새롭게 점접착층을 마련하지 않고, 상기 광학 적층체와 상기 편광자를 적층할 수 있다.
〔그 외의 층〕
본 발명의 시야각 제어 시스템은, 시각의 각도 의존성을 제어하기 위하여, 상술한 광흡수 이방성층을, 추가로 광학 이방성 필름이나 편광자와 조합하여 이용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 투명 기재 필름으로서 카보네이트, 사이클로올레핀, 셀룰로스아실레이트, 메타크릴산 메틸, 스타이렌, 무수 말레산기 등을 포함하는 폴리머로 이루어지는 광학 이방성을 갖는 수지 필름을 이용하는 것도 바람직하다.
[화상 표시 장치]
본 발명의 화상 표시 장치는, 표시 소자와, 상술한 본 발명의 시야각 제어 시스템을 갖고, 시야각 제어 시스템이 표시 소자의 적어도 일방의 주면에 배치되어 있는 화상 표시 장치이다.
또, 본 발명의 화상 표시 장치는, 시야각 제어 시스템이 갖는 상기 광학 적층체가, 시야각 제어 시스템이 갖는 상기 편광자보다 시인 측에 배치되어 있는 화상 표시 장치, 즉, 시인 측으로부터, 광학 적층체, 편광자 및 표시 소자를 이 순서로 갖는 화상 표시 장치인 것이 바람직하다.
본 발명의 화상 표시 장치에 이용되는 표시 소자는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 액정 셀, 유기 일렉트로 루미네선스(이하, "EL"이라고 약기한다.) 표시 패널, 및, 플라즈마 디스플레이 패널 등을 들 수 있다.
이들 중, 액정 셀 또는 유기 EL 표시 패널인 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 표시 장치로서는, 표시 소자로서 액정 셀을 이용한 액정 표시 장치, 표시 소자로서 유기 EL 표시 패널을 이용한 유기 EL 표시 장치인 것이 바람직하다.
화상 표시 장치 중에는, 박형(薄型)이며, 곡면으로 성형하는 것이 가능한 것이 있다. 본 발명에서 이용하는 광흡수 이방성층은, 얇고, 절곡이 용이하기 때문에, 표시면이 곡면인 화상 표시 장치에 대해서도 적합하게 적용할 수 있다.
또, 화상 표시 장치 중에는, 화소 밀도가 250ppi를 초과하고, 고정세(高精細) 표시가 가능한 것도 있다. 본 발명에서 이용하는 광흡수 이방성층은, 이와 같은 고정세 화상 표시 장치에 대해서도, 무아레를 발생하지 않고, 적합하게 적용할 수 있다.
〔액정 표시 장치〕
본 발명의 표시 장치의 일례인 액정 표시 장치로서는, 시야각 제어 시스템과, 액정 셀을 갖는 양태를 바람직하게 들 수 있다.
구체적인 구성으로서는, 시야각 제어 시스템을 프런트 측 편광판 혹은 리어 측 편광판에 배치하는 구성이 있다. 이들 구성에 있어서는, 상하 방향 혹은 좌우 방향이 차광되는 시야각 제어가 가능해진다.
또, 프런트 측 편광판 및 리어 측 편광판의 양 편광판 상에 시야각 제어 시스템을 배치해도 된다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 전방위가 차광되고, 정면 방향만 광이 투과하는 시야각 제어가 가능해진다.
또한, 시야각 제어 시스템을, 위상차층을 개재하여 복수 매 적층해도 된다. 위상차값 및 광축 방향을 제어함으로써, 투과 성능 및 차광 성능을 제어할 수 있다. 예를 들면, 편광자, 광학 적층체, λ/2 파장판(축 각도는 편광자의 배향 방향에 대하여 45° 어긋난 각도), 광학 적층체와 같이 배치함으로써, 전방위가 차광되고, 정면 방향만 광이 투과하는 시야각 제어가 가능해진다. 위상차층으로서는, 정(正)의 A 플레이트, 부(負)의 A 플레이트, 정의 C 플레이트, 부의 C 플레이트, B 플레이트, O 플레이트 등을 이용할 수 있다. 위상차층의 두께는, 시각 제어 시스템을 박형화하는 관점에서, 광학 특성, 기계 물성, 및, 제조 적성을 저해하지 않는 한 얇은 것이 바람직하고, 구체적으로는, 1~150μm가 바람직하며, 1~70μm가 보다 바람직하고, 1~30μm가 더 바람직하다.
이하에, 액정 표시 장치를 구성하는 액정 셀에 대하여 상세하게 설명한다.
<액정 셀>
액정 표시 장치에 이용되는 액정 셀은, VA(Vertical Alignment) 모드, OCB(Optically Compensated Bend) 모드, IPS(In-Plane-Switching) 모드, 또는 TN(Twisted Nematic) 모드인 것이 바람직하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
TN 모드의 액정 셀에서는, 전압 무인가 시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수평 배향되고, 추가로 60~120˚로 비틀림 배향되어 있다. TN 모드의 액정 셀은, 컬러 TFT 액정 표시 장치로서 가장 많이 이용되고 있으며, 다수의 문헌에 기재가 있다.
VA 모드의 액정 셀에서는, 전압 무인가 시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수직으로 배향되어 있다. VA 모드의 액정 셀에는, (1) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가 시에 실질적으로 수직으로 배향시키고, 전압 인가 시에 실질적으로 수평으로 배향시키는 협의의 VA 모드의 액정 셀(일본 공개특허공보 평2-176625호 기재)에 더하여, (2) 시야각 확대를 위하여, VA 모드를 멀티 도메인화한(MVA 모드의) 액정 셀(SID97, Digest of tech. Papers(예고집) 28(1997) 845 기재), (3) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가 시에 실질적으로 수직 배향시키며, 전압 인가 시에 비틀림 멀티 도메인 배향시키는 모드(n-ASM 모드)의 액정 셀(일본 액정 토론회의 예고집 58~59(1998) 기재) 및 (4) SURVIVAL 모드의 액정 셀(LCD 인터내셔널 98에서 발표)이 포함된다. 또, PVA(Patterned Vertical Alignment)형, 광배향(Optical Alignment)형, 및 PSA(Polymer-Sustained Alignment)형 중 어느 것이어도 된다. 이들 모드의 상세에 대해서는, 일본 공개특허공보 2006-215326호, 및 일본 공표특허공보 2008-538819호에 상세한 기재가 있다.
IPS 모드의 액정 셀은, 액정성 화합물이 기판에 대하여 실질적으로 평행하게 배향되어 있으며, 기판면에 평행한 전계가 인가됨으로써 액정 분자가 평면적으로 응답한다. 즉 전계 무인가 상태에서, 액정성 화합물이 면내에 배향되어 있다. IPS 모드는 전계 무인가 상태에서 흑색 표시가 되고, 상하 한 쌍의 편광판의 흡수축은 직교하고 있다. 광학 보상 시트를 이용하여, 경사 방향에서의 흑색 표시 시의 누출광을 저감시켜, 시야각을 개량하는 방법이, 일본 공개특허공보 평10-54982호, 일본 공개특허공보 평11-202323호, 일본 공개특허공보 평9-292522호, 일본 공개특허공보 평11-133408호, 일본 공개특허공보 평11-305217호, 일본 공개특허공보 평10-307291호 등에 개시되어 있다.
〔유기 EL 표시 장치〕
본 발명의 표시 장치의 일례인 유기 EL 표시 장치로서는, 예를 들면, 시인 측으로부터, 상술한 시야각 제어 시스템과, λ/4판과, 유기 EL 표시 패널을 이 순서로 갖는 양태를 적합하게 들 수 있다.
또, 상술한 액정 표시 장치와 동일하게, 시야각 제어 시스템을, 위상차층을 개재하여 복수 매 적층하고, 유기 EL 표시 패널 상에 배치해도 된다. 위상차값 및 광축 방향을 제어함으로써, 투과 성능 및 차광 성능을 제어할 수 있다.
또, 유기 EL 표시 패널은, 전극 간(음극 및 양극 간)에 유기 발광층(유기 일렉트로 루미네선스층)을 협지하여 이루어지는 유기 EL 소자를 이용하여 구성된 표시 패널이다. 유기 EL 표시 패널의 구성은 특별히 제한되지 않고, 공지의 구성이 채용된다.
실시예
이하에 실시예에 근거하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용 및 처리 수순 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
[실시예 1]
<배향막의 형성>
셀룰로스아실레이트 필름(두께 40μm의 TAC 기재; TG40 후지필름사)의 표면을 알칼리액으로 비누화하고, 그 위에 배향막 형성용 조성물 1을 와이어 바로 도포했다. 도막이 형성된 지지체를 60℃의 온풍으로 60초간, 추가로 100℃의 온풍으로 120초간 건조하여 배향막 1을 형성하고, 배향막 부착 TAC 필름 1을 얻었다. 배향막 1의 막두께는 1μm였다.
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(배향막 형성용 조성물 1)
-----------------------------------------------------------------
·하기의 변성 폴리바이닐알코올 3.80질량부
·IRGACURE2959 0.20질량부
·물 70질량부
·메탄올 30질량부
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[화학식 37]
Figure pat00044
<광흡수 이방성층 1의 제작>
얻어진 배향막 1의 표면을 러빙 처리하고, 하기의 광흡수 이방성층 형성용 조성물 C1을 와이어 바로 연속적으로 도포하여, 120℃에서 60초간 가열한 후, 실온(23℃)이 될 때까지 냉각했다.
이어서, 80℃에서 60초간 가열하고, 다시 실온이 될 때까지 냉각했다.
그 후, LED(light emitting diode) 등(중심 파장 365nm)을 이용하여 조도 200mW/cm2의 조사 조건에서 2초간 조사함으로써, 배향막 1(제1 인접층에 상당)의 표면에 접하도록 배치된 광흡수 이방성층 1을 갖는 광학 적층체 1을 제작했다.
-----------------------------------------------------------------
광흡수 이방성층 형성용 조성물 C1의 조성
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·하기 고분자 액정 화합물 L1 4.854질량부
·하기 저분자 액정 화합물 L2 2.284질량부
·하기 이색성 물질 Y1 0.200질량부
·하기 이색성 물질 M1 0.071질량부
·하기 이색성 물질 C1 0.478질량부
·중합 개시제
(IRGACUREOXE-02, BASF사제) 0.107질량부
·하기 계면개량제 B1 0.002질량부
·하기 배향제 F1 0.003질량부
·테트라하이드로퓨란 9.200질량부
·사이클로펜탄온 82.800질량부
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[화학식 38]
Figure pat00045
Figure pat00046
Figure pat00047
<투과율 중심축 각도 θs의 측정>
얻어진 광학 적층체 1을 절삭하여 광흡수 이방성층 1을 취출했다. 절삭하여 얻어진 광흡수 이방성층 1을 이용하여, 상술한 방법으로 투과율 중심축 각도 θ를 측정했다.
<콘트라스트>
광학 적층체 1과 유리판을 이용하여, 광흡수 이방성층 1을 내측으로 하여 갭 2μm로 셀 1을 제작했다. 얻어진 셀 1 내에 파라핀을 충전한 샘플 1을 제작했다. 또한, 셀 1 내에 충전한 파라핀은, 광흡수 이방성층 1에 접하는 제2 인접층에 상당한다. 광학 적층체에 있어서의 굴절률의 관계를 평가하기 위하여, 모의적으로 제2 인접층으로서 액체를 사용했지만, 파라핀과 동일한 굴절률을 갖는 고체층을 이용하면, 동일한 평가 결과가 된다. 후술하는 선명성의 평가에 대해서도 동일하다.
얻어진 샘플 1을, JASCO V-670/ARMN-735(니혼 분코사제)에, 투과율 중심축을 필름면에 정사영한 방향 φ1이 수평이 되도록 세팅했다. 450nm, 550nm, 650nm의 파장으로 수평 방향으로 진동하는 직선 편광을 극각을 0.5°피치로 변화시키면서, θ=-75°~75°의 범위에서 투과율 T1을 측정했다. 이어서 샘플 1로부터 광흡수 이방성층 1을 제외한 샘플 1'을 제작하고, 동일하게 하여 투과율 T2를 측정하며, 극각에 대한 T1/T2의 값을 투과율로 하여, 투과율이 최대가 되는 각도 θc를 산출했다.
θc에 있어서의 투과율 Tm과, θc로부터 30° 어긋나게 한 각도에 있어서의 투과율 T30을 산출하고, 하기 식으로부터 콘트라스트 Cr을 구했다. 평가 기준은 이하와 동일하다.
Cr=Tm/T30
A: Cr이 1.90 이상
B: Cr이 1.90 미만, 1.70 이상
C: Cr이 1.70 미만, 1.35 이상
D: Cr이 1.35 미만
<선명성>
화상 표시 장치("iPad(등록 상표)2 WiFi 모델 16GB", Apple사제)를 분해하여, 화상 표시 패널을 분해하고, 액정 셀을 취출하여, 액정 셀로부터 시인 측 편광판을 박리했다. 패널 상에 상기 샘플 1을 유리가 시인 측이 되도록 하여 세팅했다.
패널에 화상을 표시한 상태에서, 투과율이 최대가 되는 방향 부근으로부터, 극각±20°의 범위에서 화상 표시 장치를 관찰했다. 평가 기준은 이하와 동일하다.
A: 패널 표시 화상이 선명하게 시인된다
B: 패널 표시 화상에 약간 헐레이션이 시인된다
C: 패널 표시 화상에 헐레이션이 시인된다
D: 패널 표시 화상의 헐레이션이 강하게 시인된다
<굴절률>
굴절률 n1은, 다음과 같이 하여 구했다. 먼저, Woollam사제 분광 엘립소메트리 M-2000U를 이용하여, 상기 배향막 부착 TAC 필름 1에 대하여, 450nm, 550nm, 650nm의 각 파장에 있어서의 평균 굴절률(nave)을 상술한 식 (R1)에 의하여 구했다. 또한, TAC 필름의 굴절률도 측정하여, 그 영향을 제외했다. 그리고, 각 파장의 평균 굴절률(nave)을 산술 평균하여, 얻어진 값을 굴절률 n1로 했다.
굴절률 n2는, 다음과 같이 하여 구했다. 먼저, 광학 적층체 1의 제작에 이용한 유리판 2매를 이용하여, 갭 2μm로 셀 1'을 제작했다. 다음으로, Woollam사제 분광 엘립소메트리 M-2000U를 이용하여, 셀 1' 내에 파라핀을 충전한 샘플 1'에 대하여, 파장 450nm, 550nm, 650nm에 있어서의 평균 굴절률(nave)을 상술한 식 (R1)에 의하여 구했다. 또한, 유리판의 굴절률도 측정하여, 그 영향을 제외했다. 그리고, 각 파장의 평균 굴절률(nave)을 산술 평균하여, 얻어진 값을 굴절률 n2로 했다.
또한, 후술하는 실시예 2~13 및 비교예 1~2에 있어서, 제1 인접층의 굴절률 n1은, 실시예 1과 동일하게 하여 측정했다.
또, 후술하는 실시예 2 및 9, 및, 비교예 1~2에 있어서, 제2 인접층의 굴절률 n2는, 실시예 1과 동일하게 하여 측정했다.
한편, 실시예 3~8 및 10~13에 있어서의 제2 인접층의 굴절률 n2는, 각 샘플을 이용한 것 이외에는, 굴절률 n1과 동일한 방법으로 구했다. 단, 제2 인접층의 굴절률 n2의 측정에 있어서는, 각 샘플에 있어서의 제2 인접층 이외의 층의 굴절률을 측정하여 그 영향을 제외했다.
[실시예 2]
셀 내에 톨루엔을 충전한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 샘플 2를 제작했다. 샘플 1 대신에 샘플 2를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 각 평가를 실시했다.
[실시예 3]
<배향막의 형성>
실시예 1의 배향막 부착 TAC 필름 1에 있어서의 배향막 1의 표면을 러빙 처리하고, 하기의 광흡수 이방성층 형성용 조성물 C2를 와이어 바로 연속적으로 도포하여, 120℃에서 60초간 가열한 후, 실온(23℃)이 될 때까지 냉각했다.
이어서, 80℃에서 60초간 가열하고, 다시 실온이 될 때까지 냉각했다.
그 후, LED등(중심 파장 365nm)을 이용하여 조도 200mW/cm2의 조사 조건에서 2초간 조사함으로써, 배향막 1(제1 인접층에 상당)의 표면에 광흡수 이방성층 2를 형성했다.
이어서, 광흡수 이방성층 2에 있어서의 배향막 1과는 반대 측의 표면에, 상기 배향막 형성용 조성물 1을 와이어 바로 도포했다. 도막이 형성된 지지체를 60℃의 온풍으로 60초간, 추가로 100℃의 온풍으로 120초간 건조하여 배향막 3-2(제2 인접층에 상당)를 형성했다. 배향막 3-2의 막두께는 1μm였다. 이와 같이 하여, 광학 적층체 3(샘플 3)을 얻었다.
광학 적층체 3을 절삭하여 얻어진 광흡수 이방성층 2를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 투과율 중심축 각도 θs를 측정했다. 또, 샘플 1 대신에 샘플 3을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 각 평가를 실시했다.
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광흡수 이방성층 형성용 조성물 C2 조성
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·상기 고분자 액정 화합물 L1 3.952질량부
·상기 저분자 액정 화합물 L2 2.470질량부
·상기 이색성 물질 Y1 0.387질량부
·상기 이색성 물질 M1 0.156질량부
·상기 이색성 물질 C1 0.906질량부
·중합 개시제
(IRGACUREOXE-02, BASF사제) 0.123질량부
·상기 계면개량제 B1 0.003질량부
·상기 배향제 F1 0.003질량부
·테트라하이드로퓨란 9.200질량부
·사이클로펜탄온 82.800질량부
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[실시예 4]
실시예 3과 동일하게 하여, 셀룰로스아실레이트 필름 상에, 배향막 1 및 광흡수 이방성층 2를 형성했다. 광흡수 이방성층 2에 있어서의 배향막 1과는 반대 측의 표면에, 하기 조성물 4를 와이어 바로 연속적으로 도포했다. 도막이 형성된 지지체를 100℃의 온풍으로 60초간 건조하여, 인접층 4-2를 형성했다. 인접층 4-2의 막두께는 0.5μm였다. 이와 같이 하여, 광학 적층체 4(샘플 4)를 얻었다.
광학 적층체 4를 절삭하여 얻어진 광흡수 이방성층 2를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 투과율 중심축 각도 θs를 측정했다. 또, 샘플 1 대신에 샘플 4를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 각 평가를 실시했다.
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(조성물 4)
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·하기 중합체 PA1 100.00질량부
·하기 산발생제 PAG-1 8.25질량부
·하기 안정화제 DIPEA 0.6질량부
·메틸에틸케톤 250.36질량부
·아세트산 뷰틸 1001.42질량부
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[화학식 39]
Figure pat00048
[실시예 5]
실시예 3과 동일하게 하여, 셀룰로스아실레이트 필름 상에 배향막 1을 형성했다. 이어서, 하기 조성액 5를 조제하고, 교반하면서 1시간 용해하여, 0.45μm 필터로 여과했다.
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조성액 5
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·하기 광배향 재료 F1 0.3질량부
·2-뷰톡시에탄올 41.6질량부
·다이프로필렌글라이콜모노메틸에터 41.6질량부
·순수 16.5질량부
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[화학식 40]
Figure pat00049
상기 배향막 1의 표면에 상기 조성액 5를 도포하고, 60℃에서 2분간 건조하여, 도포막 5를 얻었다. 얻어진 도포막 5에, 자외선 노광 장치를 이용하여 자외선(조사량 2000mJ/cm2)을, 극각 30°로부터 조사하여, 광배향막 5-1(제1 인접층에 상당) 부착 필름 5를 제작했다. 광배향막 5-1의 막두께는, 0.03μm였다.
이어서, 광배향막 5-1의 표면에, 하기의 광흡수 이방성층 형성용 조성물 C3을 와이어 바로 연속적으로 도포하여, 120℃에서 60초간 가열한 후, 실온(23℃)이 될 때까지 냉각했다.
이어서, 80℃에서 60초간 가열하고, 다시 실온이 될 때까지 냉각했다.
그 후, LED등(중심 파장 365nm)을 이용하여 조도 200mW/cm2의 조사 조건에서 2초간 조사함으로써, 광배향막 5-1의 표면에 광흡수 이방성층 3을 형성했다.
이어서, 광흡수 이방성층 3에 있어서의 광배향막 5-1과는 반대 측의 표면에, 상기 배향막 형성용 조성물 1을 와이어 바로 도포했다. 도막이 형성된 지지체를 60℃의 온풍으로 60초간, 추가로 100℃의 온풍으로 120초간 건조하여, 배향막 3-2(제2 인접층에 상당)를 형성했다. 배향막 3-2의 막두께는 1μm였다. 이와 같이 하여, 광학 적층체 5(샘플 5)를 얻었다.
광학 적층체 5를 절삭하여 얻어진 광흡수 이방성층 3을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 투과율 중심축 각도 θs를 측정했다. 또, 샘플 1 대신에 샘플 5를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 각 평가를 실시했다.
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광흡수 이방성층 형성용 조성물 C3 조성
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·상기 고분자 액정 화합물 L1 3.856질량부
·상기 저분자 액정 화합물 L2 2.399질량부
·상기 이색성 물질 Y1 0.386질량부
·상기 이색성 물질 M1 0.180질량부
·상기 이색성 물질 C1 1.045질량부
·중합 개시제
(IRGACUREOXE-02, BASF사제) 0.129질량부
·상기 계면개량제 B1 0.003질량부
·상기 배향제 F1 0.003질량부
·테트라하이드로퓨란 9.200질량부
·사이클로펜탄온 82.800질량부
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[실시예 6]
실시예 3과 동일하게 하여, 셀룰로스아실레이트 필름 상에 배향막 1을 형성하고, 표면을 러빙 처리했다. 이어서, 배향막 1의 표면에, 와이어 바를 이용하여 하기의 인접층용 조성물 6-1을 도포하여, 도포층 6-1을 제작했다.
이어서, 도포층 6-1을 120℃에서 30초간 가열하고, 도포층 6-1을 실온(23℃)이 될 때까지 냉각했다. 80℃에서 60초간 더 가열하고, 다시 실온이 될 때까지 냉각했다.
그 후, LED등(중심 파장 365nm)을 이용하여 조도 200mW/cm2의 조사 조건에서 1초간 조사함으로써, 배향막 1의 표면에 인접층 6-1(제1 인접층에 상당)을 제작했다. 인접층 6-1의 막두께는 0.60μm였다.
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인접층용 조성물 6-1
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·하기 저분자 액정성 화합물 M-1 95.69질량부
·중합 개시제
IRGACUREOXE-02(BASF사제) 4.049질량부
·하기 계면개량제 F-1 0.2620질량부
·사이클로펜탄온 660.6질량부
·테트라하이드로퓨란 660.6질량부
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저분자 액정성 화합물 M-1
[화학식 41]
Figure pat00050
계면개량제 F-1
[화학식 42]
Figure pat00051
이어서, 실시예 3과 동일하게 하여, 인접층 6-1 상에 광흡수 이방성층 2를 형성하고, 광흡수 이방성층 2에 있어서의 인접층 6-1과는 반대 측의 표면에 배향막 3-2(제2 인접층에 상당)를 형성했다. 이와 같이 하여, 광학 적층체 6(샘플 6)을 얻었다.
광학 적층체 6을 절삭하여 얻어진 광흡수 이방성층 2를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 투과율 중심축 각도 θs를 측정했다. 또, 샘플 1 대신에 샘플 6을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 각 평가를 실시했다.
[실시예 7]
실시예 3과 동일하게 하여, 셀룰로스아실레이트 필름 상에, 배향막 1(제1 인접층에 상당) 및 광흡수 이방성층 2를 형성했다. 광흡수 이방성층 2에 있어서의 배향막 1과는 반대 측의 표면에, UV 경화형 접착제 아로닉스 UVX-5457(도아 고세이사제)을 도공하고, 자외선 노광 장치를 이용하여 자외선(조사량 1000mJ/cm2)을 조사하여, 접착층을 형성했다. 접착층(제2 인접층에 상당)의 막두께는 2μm였다. 이와 같이 하여, 광학 적층체 7(샘플 7)을 얻었다.
광학 적층체 7을 절삭하여 얻어진 광흡수 이방성층 2를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 투과율 중심축 각도 θs를 측정했다. 또, 샘플 1 대신에 샘플 7을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 각 평가를 실시했다.
[실시예 8]
광흡수 이방성층 형성용 조성물 C2를 이용하여 얻어진 광흡수 이방성층 2 대신에, 하기의 광흡수 이방성층 형성용 조성물 C4를 이용하여 얻어진 광흡수 이방성층 4를 이용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여, 광학 적층체 8(샘플 8)을 얻었다.
광학 적층체 8을 절삭하여 얻어진 광흡수 이방성층 4를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 투과율 중심축 각도 θs를 측정했다. 또, 샘플 1 대신에 샘플 8을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 각 평가를 실시했다.
-----------------------------------------------------------------
광흡수 이방성층 형성용 조성물 C4 조성
-----------------------------------------------------------------
·상기 고분자 액정 화합물 L1 5.073질량부
·상기 저분자 액정 화합물 L2 2.097질량부
·상기 이색성 물질 Y1 0.169질량부
·상기 이색성 물질 M1 0.095질량부
·상기 이색성 물질 C1 0.460질량부
·중합 개시제
(IRGACUREOXE-02, BASF사제) 0.101질량부
·상기 계면개량제 B1 0.002질량부
·상기 배향제 F1 0.002질량부
·테트라하이드로퓨란 9.200질량부
·사이클로펜탄온 82.800질량부
-----------------------------------------------------------------
[실시예 9]
광흡수 이방성층 형성용 조성물 C1을 이용하여 얻어진 광흡수 이방성층 1 대신에, 하기의 광흡수 이방성층 형성용 조성물 C9를 이용하여 얻어진 광흡수 이방성층 9를 이용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 샘플 9를 제작했다. 샘플 1 대신에 샘플 9를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 각 평가를 실시했다.
-----------------------------------------------------------------
광흡수 이방성층 형성용 조성물 C9의 조성
-----------------------------------------------------------------
·상기 고분자 액정 화합물 L1 4.783질량부
·상기 저분자 액정 화합물 L2 2.356질량부
·상기 이색성 물질 Y1 0.200질량부
·상기 이색성 물질 M1 0.071질량부
·상기 이색성 물질 C1 0.478질량부
·중합 개시제
(IRGACUREOXE-02, BASF사제) 0.107질량부
·상기 계면개량제 B1 0.002질량부
·상기 배향제 F1 0.002질량부
·테트라하이드로퓨란 9.200질량부
·사이클로펜탄온 82.800질량부
-----------------------------------------------------------------
[실시예 10]
광흡수 이방성층 형성용 조성물 C2를 이용하여 얻어진 광흡수 이방성층 2 대신에, 하기의 광흡수 이방성층 형성용 조성물 C10을 이용하여 얻어진 광흡수 이방성층 10을 이용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여, 광학 적층체 10(샘플 10)을 제작했다.
광학 적층체 10을 절삭하여 얻어진 광흡수 이방성층 10을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 투과율 중심축 각도 θs를 측정했다. 또, 샘플 1 대신에 샘플 10을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 각 평가를 실시했다.
-----------------------------------------------------------------
광흡수 이방성층 형성용 조성물 C10의 조성
-----------------------------------------------------------------
·상기 고분자 액정 화합물 L1 3.949질량부
·상기 저분자 액정 화합물 L2 2.468질량부
·상기 이색성 물질 Y1 0.387질량부
·상기 이색성 물질 M1 0.156질량부
·상기 이색성 물질 C1 0.905질량부
·중합 개시제
(IRGACUREOXE-02, BASF사제) 0.123질량부
·상기 계면개량제 B1 0.002질량부
·상기 계면개량제 F-1 0.001질량부
·상기 배향제 F1 0.008질량부
·테트라하이드로퓨란 9.200질량부
·사이클로펜탄온 82.800질량부
-----------------------------------------------------------------
[실시예 11]
광흡수 이방성층 형성용 조성물 C2를 이용하여 얻어진 광흡수 이방성층 2 대신에, 하기의 광흡수 이방성층 형성용 조성물 C11을 이용하여 얻어진 광흡수 이방성층 11을 이용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여, 광학 적층체 11(샘플 11)을 제작했다.
광학 적층체 11을 절삭하여 얻어진 광흡수 이방성층 11을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 투과율 중심축 각도 θs를 측정했다. 또, 샘플 1 대신에 샘플 11을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 각 평가를 실시했다.
-----------------------------------------------------------------
광흡수 이방성층 형성용 조성물 C11의 조성
-----------------------------------------------------------------
·상기 고분자 액정 화합물 L1 3.951질량부
·상기 저분자 액정 화합물 L2 2.470질량부
·상기 이색성 물질 Y1 0.387질량부
·상기 이색성 물질 M1 0.156질량부
·상기 이색성 물질 C1 0.906질량부
·중합 개시제
(IRGACUREOXE-02, BASF사제) 0.123질량부
·상기 계면개량제 B1 0.003질량부
·상기 배향제 F1 0.004질량부
·테트라하이드로퓨란 9.200질량부
·사이클로펜탄온 82.800질량부
-----------------------------------------------------------------
[실시예 12]
광흡수 이방성층 형성용 조성물 C2를 이용하여 얻어진 광흡수 이방성층 2 대신에, 하기의 광흡수 이방성층 형성용 조성물 C12를 이용하여 얻어진 광흡수 이방성층 12를 이용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여, 광학 적층체 12(샘플 12)를 제작했다.
광학 적층체 12를 절삭하여 얻어진 광흡수 이방성층 12를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 투과율 중심축 각도 θs를 측정했다. 또, 샘플 1 대신에 샘플 12를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 각 평가를 실시했다.
-----------------------------------------------------------------
광흡수 이방성층 형성용 조성물 C12의 조성
-----------------------------------------------------------------
·하기 저분자 액정 화합물 L3 4.191질량부
·하기 저분자 액정 화합물 L4 2.257질량부
·상기 이색성 물질 Y1 0.387질량부
·상기 이색성 물질 M1 0.161질량부
·상기 이색성 물질 C1 0.878질량부
·중합 개시제
(IRGACUREOXE-02, BASF사제) 0.121질량부
·상기 계면개량제 B1 0.003질량부
·상기 배향제 F1 0.002질량부
·테트라하이드로퓨란 9.200질량부
·사이클로펜탄온 82.800질량부
-----------------------------------------------------------------
[실시예 13]
광흡수 이방성층 형성용 조성물 C2를 이용하여 얻어진 광흡수 이방성층 2 대신에, 하기의 광흡수 이방성층 형성용 조성물 C13을 이용하여 얻어진 광흡수 이방성층 13을 이용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여, 광학 적층체 13(샘플 13)을 제작했다.
광학 적층체 13을 절삭하여 얻어진 광흡수 이방성층 13을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 투과율 중심축 각도 θs를 측정했다. 또, 샘플 1 대신에 샘플 13을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 각 평가를 실시했다.
-----------------------------------------------------------------
광흡수 이방성층 형성용 조성물 C13의 조성
-----------------------------------------------------------------
·상기 저분자 액정 화합물 L2 4.191질량부
·하기 저분자 액정 화합물 L5 2.256질량부
·상기 이색성 물질 Y1 0.387질량부
·상기 이색성 물질 M1 0.161질량부
·상기 이색성 물질 C1 0.878질량부
·중합 개시제
(IRGACUREOXE-02, BASF사제) 0.121질량부
·상기 계면개량제 B1 0.003질량부
·상기 배향제 F1 0.003질량부
·테트라하이드로퓨란 9.200질량부
·사이클로펜탄온 82.800질량부
-----------------------------------------------------------------
[화학식 43]
Figure pat00052
[비교예 1]
셀 내에 순수를 충전한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 샘플 H1을 제작했다. 샘플 1 대신에 샘플 H1을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 각 평가를 실시했다.
[비교예 2]
광흡수 이방성층 1 대신에, 하기 광흡수 이방성층 형성용 조성물 C5를 이용하여 형성한 광흡수 이방성층 5를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 샘플 H2를 제작했다.
샘플 H2를 절삭하여 얻어진 광흡수 이방성층 5를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 투과율 중심축 각도 θs를 측정했다. 또, 샘플 1 대신에 샘플 H2를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 각 평가를 실시했다.
-----------------------------------------------------------------
광흡수 이방성층 형성용 조성물 C5 조성
-----------------------------------------------------------------
·상기 고분자 액정 화합물 L1 5.012질량부
·상기 저분자 액정 화합물 L2 2.387질량부
·상기 이색성 물질 Y1 0.173질량부
·상기 이색성 물질 M1 0.054질량부
·상기 이색성 물질 C1 0.280질량부
·중합 개시제
(IRGACUREOXE-02, BASF사제) 0.090질량부
·상기 계면개량제 B1 0.002질량부
·상기 배향제 F1 0.002질량부
·테트라하이드로퓨란 9.200질량부
·사이클로펜탄온 82.800질량부
-----------------------------------------------------------------
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 표 중, 색소 농도란, 광흡수 이방성층 형성용 조성물(액정 조성물)의 전고형분 질량에 대한 이색성 물질의 함유량(질량%)을 의미한다. 또, 표 중, θs/n1이란, 굴절률 n1에 대한 투과율 중심축 각도 θs의 비율을 의미하며, θs/n2란, 굴절률 n2에 대한 투과율 중심축 각도 θs의 비율을 의미한다.
[표 1]
Figure pat00053
표 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 관한 실시예 1~13의 광학 적층체를 이용한 경우, 비교예 1~2와 비교하여, 콘트라스트 및 선명성의 양방이 우수한 화상을 시인할 수 있는 것이 나타났다.
실시예 1과 실시예 2의 대비로부터, 굴절률 n1 및 굴절률 n2가 모두 1.50~1.65의 범위 내에 있으면, 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 것이 나타났다.
실시예 3과 실시예 8의 대비로부터, 액정 조성물의 전고형분 질량에 대한 이색성 물질의 농도가 10.0질량% 이상이면, 콘트라스트가 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 것이 나타났다.
실시예 2와 실시예 9의 대비로부터, n1/θs 및 n2/θs의 값이 모두 0.037 이상이면(실시예 2), 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 것이 나타났다.
실시예 3, 10 및 11의 대비로부터, n1/θs 및 n2/θs의 값이 모두 0.083 이하이면(실시예 3 및 11), 선명성이 보다 우수한 화상을 시인할 수 있는 것이 나타났다.
1 광흡수 이방성층
10 이색성 물질
A, B, C, D 편광

Claims (10)

  1. 액정성 화합물 및 이색성 물질을 함유하는 액정 조성물로 형성되는 광흡수 이방성층과,
    상기 광흡수 이방성층의 일방의 면에 접하여 배치되는 제1 인접층과,
    상기 광흡수 이방성층에 있어서의 상기 일방의 면과는 반대 측의 면에 접하여 배치되는 제2 인접층을 갖는 광학 적층체로서,
    상기 이색성 물질의 함유량이, 상기 액정 조성물의 전고형분 질량에 대하여 7.0질량% 이상이며,
    상기 광흡수 이방성층의 투과율 중심축과, 상기 광흡수 이방성층 표면의 법선 방향이 이루는 각도 θs가 5~60°이고,
    상기 제1 인접층의 굴절률 n1 및 상기 제2 인접층의 굴절률 n2가 모두, 1.46~1.72인, 광학 적층체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 각도 θs와, 상기 굴절률 n1 및 상기 굴절률 n2의 관계가, 하기 식 (N1) 및 하기 식 (N2)를 충족시키는, 광학 적층체.
    0.037≤n1/θs≤0.083 (N1)
    0.037≤n2/θs≤0.083 (N2)
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 이색성 물질의 함유량이, 상기 액정 조성물의 전고형분 질량에 대하여 10.0질량% 이상인, 광학 적층체.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 굴절률 n1 및 상기 굴절률 n2 중 적어도 일방이, 1.50~1.65인, 광학 적층체.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 굴절률 n1 및 상기 굴절률 n2가 모두, 1.50~1.65인, 광학 적층체.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 굴절률 n1과 상기 굴절률 n2의 차의 절댓값이, 0.21 이하인, 광학 적층체.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 인접층 및 상기 제2 인접층 중 적어도 일방이, 폴리바이닐알코올, 폴리이미드, 또는, 이들의 유도체를 포함하는, 광학 적층체.
  8. 면내 방향으로 흡수축을 갖는 편광자와, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 광학 적층체를 갖는, 시야각 제어 시스템.
  9. 표시 소자와, 청구항 8에 기재된 시야각 제어 시스템을 갖고,
    상기 시야각 제어 시스템이, 상기 표시 소자의 적어도 일방의 주면에 배치되어 있는, 화상 표시 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 시야각 제어 시스템이 갖는 광학 적층체가, 상기 시야각 제어 시스템이 갖는 편광자보다 시인 측에 배치되어 있는, 화상 표시 장치.
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